Wikipedia afirma que los trajes espaciales que usan oxígeno puro están presurizados a 4,7 psi, en lugar de 3,0 psi, para tener en cuenta la presión del dióxido de carbono y el vapor de agua según la ecuación del gas alveolar (aunque señala que el cálculo tiene una ligera sobrecorrección).
La EMU de la NASA está presurizada a 4,3 psi según muchas fuentes. La razón dada para esto es la misma: darle al astronauta la misma cantidad de oxígeno que para el aire normal según la ecuación del gas alveolar.
En cuanto a otros, los trajes espaciales A7L Skylab fueron presurizados a 3,7 psi. Los trajes espaciales rusos Orlan están presurizados a 5,8 psi.
Sin embargo, ninguno de estos valores parece encajar cuando se observa realmente la ecuación del gas alveolar. Si se respira oxígeno puro, la ecuación del gas alveolar se convierte simplemente en:
dónde es 6,28 kPa a 37 °C y normalmente es de 40 mmHg. Dado que 104 mmHg se considera normal para , esto se logra con una presión de 3.7 psi para oxígeno puro.
Entonces, ¿por qué 4,3 psi específicamente? ¿Hay beneficios de tener un entorno ligeramente hiperóxico? ¿Es esto para permitir fugas lentas o despresurización parcial sin que el astronauta se vuelva hipóxico?
Obviamente estaré muy feliz de recibir correcciones si he cometido un error en mis cálculos o si hay algún fenómeno fisiológico aquí que no entiendo. Me encantaría obtener una respuesta adecuada de alguien que realmente conozca la verdadera razón, pero olvidando eso, estaría agradecido por cualquier argumento bien fundado sobre por qué esto podría ser así.
Esto es lo que Kenneth S. Thomas y Harold J. McMann tienen que decir al respecto en US Spacesuits:
Presiones de funcionamiento:
La unidad de movilidad extravehicular (EMU) del transbordador tiene una presión operativa de 4,3 psi (30 kPa) y los trajes de escape/lanzamiento/entrada de la tripulación del transbordador funcionan a un máximo de 3,5 psi (24 kPa). Todas las suites espaciales rusas, en comparación, funcionan a 40 kPa (5,8 psi) para minimizar o evitar la enfermedad por descompresión u otros riesgos.
Descompresión:
Los estudios estadounidenses han indicado que las personas pueden descomprimirse rápidamente de 14,7 psi (1 atm) a 8 pi (55 kPa) con un riesgo mínimo. Estudios rusos similares vieron el riesgo de enfermedad por descompresión de manera ligeramente diferente. A partir de 14,7 psi, una presión del traje ruso de 5,8 psi (40 kPa) se considera suficiente para evitar la enfermedad por descompresión después de media hora de respirar oxígeno puro, que es aproximadamente el tiempo que se tarda en realizar una revisión del traje antes de salir a hacer algo. una actividad extravehicular. Como resultado, todos los trajes espaciales rusos cuentan con una presión operativa de 5,8 psi.
Entonces, además del trabajo específico para el que está diseñado el traje, parece que los estudios sobre descompresión han guiado en gran medida estas presiones operativas.
Algunas de las otras variables se reducirán a la maniobrabilidad, la comodidad, la fatiga y el costo. Mientras las variables estén dentro de límites seguros, entonces hay espacio para moverse teniendo en cuenta otros factores.
Los trajes espaciales anteriores tenían presiones más bajas, como se describe a continuación:
Los seres humanos requieren que los parámetros ambientales estén dentro de los límites prescritos para su comodidad y para realizar el trabajo de manera efectiva. Un parámetro importante es la concentración de oxígeno. En una atmósfera a nivel del mar de 14,7 psia, la presión parcial de oxígeno es de 3,08 psia. Esto da como resultado una presión parcial de oxígeno con los alvéolos de los pulmones de 2,0 psia. La NASA seleccionó esto como el límite inferior de la presión alveolar para las operaciones espaciales tripuladas nominales. Para maximizar la movilidad de las articulaciones del traje espacial y minimizar las fugas y las cargas del traje presurizado, los trajes espaciales están diseñados para funcionar a la presión más baja compatible con otros requisitos. Por lo tanto, todos los sistemas de trajes espaciales proporcionan una atmósfera respirable de oxígeno al 100% (descontando pequeñas cantidades de dióxido de carbono y vapor de agua). Sin embargo, debido a que la eficiencia de la respiración disminuye a medida que disminuye la presión,
Hubo una revisión competitiva entre los sistemas y en febrero de 1990 se tomó la decisión de utilizar 4,3 psi. Las razones principales fueron poder soportar tanto la actividad exrtvehicular (EVA) como proporcionar un escape y supervivencia de la tripulación más efectivos en emergencias intravehiculares.
Aparentemente, es porque poner a una persona en el traje evita que la atmósfera sea O 2 puro . Las Reglas de Vuelo del Transbordador Espacial (Regla A13-53) establecen:
ENTORNO DE GAS ÚNICO (EMU): SI LA PRESIÓN EN EL TRAJE CAE POR DEBAJO DE 3,15 (3,3) PSI, EL MIEMBRO DE LA TRIPULACIÓN DE EVA ABORTARÁ EL EVA. ®[050400-7197A]
Al 92 por ciento de O 2 , 3,15 (3,3) psia corresponde a una altitud de presión de 8000 pies y se aplica la lógica del párrafo A.1. El nitrógeno exhalado por el miembro de la tripulación diluye la atmósfera de oxígeno en el traje al 92 por ciento.
Rompiendo el código aquí, dice que el límite real es 3.15, con un error de instrumentación es 3.3, y el tripulante enlatado exhala suficiente N 2 para diluir la atmósfera del traje en un 8%.
No dice específicamente, pero si 3.3 es el límite de trabajo, 4.3 suena como un buen margen de 1 psi sobre eso.
Desnudo
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