Equipo de seguridad para sobrevivir a la descompresión

Voy a abordar esta pregunta en dos partes; el primero se relaciona con la presión de la cabina en general en una nave espacial (porque es pertinente), luego pasaré al equipo de seguridad.

Presión de cabina en naves espaciales

Los aviones modernos están presurizados debido a la altitud a la que vuelan, pero lo que puede no ser obvio para la mayoría de las personas es que no lo presurizan a 1 ATM (presión a nivel del mar). Hay una razón simple para eso; el diferencial de presión sería mayor entre el interior y el exterior, lo que significa que su avión debe ser más fuerte (léase como más pesado). Además, las descompresiones explosivas (algo que perfora un agujero en el costado del avión) serían mucho más catastróficas si ese diferencial de presión fuera mayor.

Si miras las misiones Apolo, ves que redujeron aún más la presión, hasta el punto de tener una atmósfera 100% O2 dentro de los módulos. Los requisitos de oxígeno para los humanos se ubican en una banda en un espectro en el que muy poco o demasiado es algo malo. El O2 puro a 1 ATM provocará rápidamente toxicidad por oxígeno y quemará los pulmones, la garganta e incluso los ojos. Muy poco, y te asfixias. Medimos los requisitos de O2 en términos de presión parcial (PP) porque descubrimos que no es la proporción de O2 lo que causa el problema; es el volumen . Por lo tanto, los humanos normalmente pueden operar en un rango de 0.18 a 0.3 PP de O2 sin problemas.

Asi que; los módulos Apolo se presurizaron a alrededor de 0,3 cajeros automáticos y se llenaron con O2 puro, y los astronautas estaban bien.

(Debo señalar aquí que no se han realizado pruebas a largo plazo en este modelo atmosférico, y la exposición a largo plazo puede ser peligrosa; simplemente no lo sabemos. Pero, para los propósitos de esta respuesta, asumiremos que está bien para el viaje promedio de una nave espacial)

Por supuesto, esto significaba que la NASA podía construir módulos con menos peso y fuerza (no tenía que soportar 1 ATM de presión contra el vacío del espacio) y tampoco tenía que lanzar todo ese N2 con la nave. Esta solución significó que los astronautas se llevaran mucha menos atmósfera con ellos, así como naves más ligeras.

También significa que parece que somos capaces de soportar alrededor de 0,3 ATM, siempre que la atmósfera sea O2 puro. No sé qué sucede si caes por debajo de eso, pero dado que la NASA no lo hizo (e investigaron a la luz del día a partir de esto), supongo que no es saludable ni siquiera a corto plazo.

Equipo de emergencia

Asi que; es probable que su nave funcione con alrededor de 0,3 ATM por la misma razón, y funcionará con un entorno de O2 puro. En cuanto al equipo de seguridad, se parecerá mucho a un traje espacial moderno exactamente por la misma razón; si pudiéramos sobrevivir con menos peso, no llevaríamos ese peso al espacio en primer lugar.

Idealmente, lo único que no necesita es la mochila voluminosa y el soporte vital. Supongamos que su cabina se ha ventilado y está en el vacío. Todos los pasajeros y la tripulación están en sus trajes de seguridad, no van a planear ningún EVA, por lo que no necesitan llevar su propio suministro de aire, propulsión y monitoreo. Puede conectarlos al suministro de O2 y energía de un barco central simplemente conectando una manguera a un tomacorriente de pared. Los pasajeros en particular simplemente se sientan en sus espacios asignados, enchufados a las paredes para obtener energía y aire, esperando que se resuelva el problema.

Debido a que no se espera que ayuden, ni siquiera tiene que hacer que los "trajes" sean trajes reales. Dales las mitades superior e inferior de bolsas pesadas con un conector de anillo; de esa manera, no tienes que tener el traje ajustado a la medida, solo hay un conector, por lo que no todos esos sellos donde podrían equivocarse, no hay forma de que puedan hacerlo. camine a cualquier lugar, sin brazos para tocar nada y sin casco (es mejor si no pueden ver lo que está sucediendo). Incluya un sistema de entretenimiento de pantalla táctil interno para ellos y los habrá eliminado de la ecuación en la medida en que no puedan entrar. el camino del equipo de reparación, y puede comunicarse con ellos sobre cuándo es seguro salir.

En general, se trata de una forma sencilla, reutilizable, de talla única, de mantener a las personas seguras y es más una "cápsula" que un "traje". Teniendo en cuenta sus parámetros, también debería ser suficiente para superar el período de crisis.

Como ya se indicó en las otras respuestas, necesitaría algún dispositivo para mantener una atmósfera presionada. Me gusta la idea de tener una bolsa inflable, pero creo que una manera aún mejor sería hacer compartimientos de pasajeros que se sellen fácilmente.

Ventajas:

• Se puede desplegar automáticamente para todos los pasajeros, incluidos niños, discapacitados y ancianos.
• Todavía hay varias personas dentro de cada compartimento, por lo que pueden ayudarse entre sí.
• Menos conexiones para soporte vital, ya que solo necesita alimentar cada compartimento, no cada bolsa.
• Aplicación más rápida. Tendrías 90 segundos como máximo. después de que ocurra la descompresión. También podría ser un procedimiento de seguridad para asegurarse de que haya al menos dos personas/un adulto en cada compartimento ocupado en todo momento (como con los asientos de salida de emergencia en la actualidad)

Contras:

• Posiblemente mayor peso (pero guardas la bolsa y algunas conexiones de soporte vital)
• Si tiene una pérdida de presión en su cabina, tiene un problema. Deberían existir procedimientos de evacuación de cabinas individuales.

Aquí hay un pequeño boceto con ese principio aplicado a los asientos tradicionales de las aerolíneas. El precinto, en este caso, es una persiana enrollable, situada donde normalmente se encuentra el maletero de mano. También se podría idear algo que suba del suelo.

Pelotas hinchables para hámster.

Distribuya kits de supervivencia del tamaño de una mochila que contengan algo de CO$_2$productos químicos de lavado que también producirán O$_2$. Como estamos trabajando en una atmósfera de baja presión aquí, no necesita preocuparse por la toxicidad del oxígeno y puede simplemente limpiar todo el dióxido de carbono y hacer que respiren oxígeno puro.

Estarían inflados hasta cierto punto inicialmente, después de lo cual la exhalación debería equilibrar la inhalación y la presión debería permanecer constante.

La imagen mental que tengo es algo así como un zorb :

Honestamente, si Galactic Spacelines hace esto bien, los pasajeros ni siquiera necesitarían saber que hay una descompresión de emergencia:

*crschk* Atención pasajeros, les habla su capitán. ¿Sabes que hora es? ¡Es tiempo de burbujas obligatorio ! Diríjase a la estación de reunión más cercana para recibir su bola de hámster personal. Comenzaremos con una variedad de juegos como fútbol , ​​carreras de obstáculos y esquí acuático . ¡Gracias por participar en el tiempo de burbuja obligatorio y gracias por volar Galactic Spacelines!

Los problemas que vienen con la descompresión son dos:

1. presión de oxígeno demasiado baja para que el cerebro funcione correctamente
2. presión demasiado baja para evitar que los fluidos corporales hiervan

Por 1 uno puede seguir el camino de las aerolíneas comerciales hoy: mantienen una presión de cabina equivalente a unos pocos miles de metros sobre el nivel del mar (3000 si no recuerdo mal) y en caso de una pérdida repentina de presión las máscaras de oxígeno proporcionan oxígeno solo para el tiempo necesario para alcanzar esa altitud desde la altitud de vuelo original, después del cual se supone que uno puede respirar decentemente.

Dos cosas se vuelven más complicadas: la saliva hirviendo en tu boca es casi divertida, también la sangre que se expande en tu cuerpo será bastante desagradable y, por último, pero no menos importante, tus pulmones no están diseñados para operar en el vacío.

La dirección más segura para mí parece tener una "bolsa" hermética alrededor del asiento, manteniendo una presión equivalente a 3000 m en la Tierra, con un suministro de oxígeno dedicado.