¿Qué significa "doble presión de vacío" en las pruebas de trajes espaciales?

Hubo noticias del nuevo traje espacial SpaceX en Reddit y ahora una mención en el Instagram de Elon Musk donde dice:

Primera imagen del traje espacial de SpaceX. Más en los días siguientes. Vale la pena señalar que esto realmente funciona (no es una maqueta). Ya probado a doble presión de vacío. Fue increíblemente difícil equilibrar la estética y la función. Fácil de hacer por separado.

Pregunta: ¿Qué significa "doble presión de vacío" en las pruebas de trajes espaciales? ¿Cómo se prueba un traje espacial para duplicar la presión de vacío?

abajo: Del artículo de The Verge del 8 de septiembre de 2017, Elon Musk comparte otra foto de los futuros trajes espaciales de SpaceX; De cuerpo completo esta vez . Crédito: SpaceX/Elon Musk, publicación original de Instagram .

Los trajes que ha diseñado SpaceX son trajes de presión, destinados a ser usados ​​por los astronautas mientras viajan dentro del Crew Dragon. Se necesitan principalmente en caso de que haya una situación de emergencia durante el vuelo; si la nave espacial se despresuriza repentinamente, los trajes mantendrán vivos a los astronautas hasta que puedan ponerse a salvo.

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abajo: De la publicación de reddit del año pasado, los trajes SpaceX parecen sacados directamente de una película de ciencia ficción , parece similar a la imagen en la publicación de Instagram de Musk.

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Extraño las conexiones con el sistema de soporte vital de la nave espacial.
@Uwe, la imagen de la pregunta es una "filtración" antigua y no oficial de más de un año y lo más probable es que muestre una maqueta. El nuevo está en Instagram.
La línea después de la presión es la que me confunde. Eso parece implicar que alguien en algún momento consideró hacerlo menos funcional por razones estéticas.
@no suciedad comprada en la tienda En caso de emergencia, un traje espacial es un dispositivo de soporte vital, la funcionalidad debe tener la máxima prioridad en el proceso de diseño.
@jkavalik La nueva imagen en Instagram tampoco muestra las conexiones con el sistema de soporte vital. Pueden estar debajo del borde inferior de la imagen.
El primer pensamiento es que es bueno para el doble de la presión de una aspiradora. es decir. cero psi Bueno, eso no es muy bueno en absoluto!
Solo para agregar a toda la especulación no documentada, voy a suponer que solo el casco está presurizado en este traje, al igual que los astros del transbordador antes del accidente del Challenger. Llevaban trajes de vuelo despresurizados azules y un casco presurizado. cbsnews.com/network/news/space/51L/rw_51lphotos/… Los trajes de calabaza naranja llegaron después del accidente del Challenger.
El fundamento de todos los LES es proporcionar una atmósfera limpia para respirar en caso de una cabina tóxica (piense después de un incendio o una liberación tóxica) hasta que pueda limpiarse o purgarse, Y brindar una protección significativa contra el DCS si hay un evento de depresión. Creo que los perfiles de presión para ambos proveedores comerciales son SBU, así que no puedo compartir eso. LES y ACES para el transbordador fueron 3.5psia bajo demanda. Por lo tanto, proporcionaron 3.5 sobre la temperatura ambiente, hasta el vacío, pero solo presurizaban si la presión de la cabina estaba cayendo. Los trajes Soyuz Sokol tienen un perfil diferente pero los mismos conceptos.
@mármol orgánico Eso es incorrecto. Todos los trajes actualmente en desarrollo u operación son completamente presurizados, de un solo volumen. La única excepción es el traje de presión parcial en el que el MIT ha estado trabajando durante mucho tiempo, que no está operativo.
@JPattarini fuente?
Los requisitos de los volúmenes 1 y 2 del estándar 3001 de la NASA de mármol orgánico son públicos. Los requisitos de CCP se tomaron de allí. Además, este es mi trabajo.
@JPattarini gracias. Ya hay muchos bs asociados con esta pregunta. Y como seguro que saben de JSC "En Dios confiamos, todos los demás traen datos".
@mármol orgánico Tú lo dijiste. Es por eso que intervino de vez en cuando: generalmente es cuando veo que los datos incorrectos se afianzan. Como dijiste, hay suficiente de eso.
@organic marble "Llevaban trajes de vuelo azules sin presión y un casco presurizado". ¿Cómo podrían exhalar en caso de despresurización? Se les alimentaría con aire presurizado a sus cascos, pero su pecho estaría a presión de vacío.
@ MikeH astronautix.com/l/lehhelmet.html No fue una buena idea.

Respuestas (5)

Se podría probar un traje espacial para duplicar la presión de funcionamiento. Esta prueba se puede hacer en el vacío o en el aire. Para la estabilidad del traje, solo es esencial la diferencia de presión entre el interior y el exterior.

Para permitir suficiente flexibilidad, la diferencia de presión (de adentro hacia afuera) no debe ser superior a 0,2 a 0,4 bar. Respirar oxígeno puro en el traje a una presión tan baja es posible y saludable para el usuario del traje. A una presión interna más alta, sería difícil para el astronauta doblar una rodilla o un codo.

Esta es una respuesta agradable, concisa pero completa, y tiene mucho sentido. ¡Gracias!
Doblar la rodilla? ¿A Dani? ;)
Los diseños actuales de trajes estadounidenses y soviéticos son de 0,25 a 0,35 bar; ¿Sabemos realmente que el diseño de SpaceX funciona con una presión interna similar?
@RussellBorogove: Sería extraño si no fuera así. Quiero decir, no contiene ninguna solución revolucionaria como el exoesqueleto para reducir la resistencia del traje a la flexión (por lo que cuanto menor sea la presión, mejor) y 0,3 bar es un límite inferior razonable donde el astronauta puede operar sin afectar el rendimiento. La presión se puede reducir temporalmente para permitir una mayor flexibilidad, pero no por mucho tiempo, ya que esto provoca escasez de oxígeno. Entonces, aunque los límites operativos pueden diferir (p. ej., el traje puede carecer de la capacidad de ventilación), la presión nominal no debería hacerlo.
El aspecto del traje, y estoy hablando del cuerpo aquí, no del casco, es lo suficientemente diferente de todos los trajes que he visto antes que tengo curiosidad si realmente incorpora una solución revolucionaria de algún tipo. , es a lo que me refiero.
@RussellBorogove: El límite inferior de la presión del traje viene dado por la fisiología humana y el límite superior por la flexibilidad del traje bajo presión. No hay mucho rango para presiones operativas más altas para un nuevo diseño de traje. No hay elementos visibles para juntas de volumen constante.
@RussellBorogove Supongo que solo el casco está presurizado, como el sistema original de lanzamiento y entrada del transbordador. cbsnews.com/network/news/space/51L/rw_51lphotos/…
@Organic Marble: los cascos que se muestran en la imagen del lanzamiento del transbordador están presurizados solo con una presión muy pequeña. La diferencia de presión entre el casco y el cuerpo del astronauta debe ser inferior a 0,03 bar. Tal sistema ayudaría si la presión dentro de la cápsula es normal, pero hay muy poco oxígeno o mucho humo en ella. Pero si la cápsula pierde presión por debajo de 0,2 bar, un casco presurizado con oxígeno puro no salvaría a los astronautas.
@Uwe He desmarcado aceptar aquí a pesar de que está muy votado y tengo el presentimiento de que es correcto, y vigilaré la situación. Siempre que haya una válvula de alivio de presión simple como se describe en esta respuesta , no existe la necesidad concebible de una prueba de sobrepresión de 2 bar. Sin embargo, no es necesario acoplar un límite de sobrepresión para adaptarse a la flexibilidad. A nadie le importaría ser un globo rígido durante unos segundos si eso significa no ser un globo reventado . Entonces, veamos a dónde va esto y esperemos más datos.

La presión aquí se refiere a una medida relativa, no absoluta, ya que estamos comparando cosas (por dentro y por fuera). "Presión de vacío" aquí se refiere a la presión generada por tener un vacío en un lado y 1 atmósfera de presión en el otro.

Este traje ha sido probado para duplicar eso, lo que significa que aumentó su presión interna a 2 atmósferas, por lo que se le aplicó el doble de presión. Por lo tanto, se probó a doble presión de vacío.

Un traje espacial con 1 o incluso 2 bares de presión en el interior y vacío en el exterior sería inútil, no puedes cerrar las manos o doblar una rodilla o un codo contra esa diferencia de presión. Piense en la presión dentro de un neumático de automóvil. Para permitir suficiente flexibilidad, la diferencia de presión no debe ser superior a 0,2 a 0,3 bar.
@ProPuke ¿Tiene una referencia para respaldar su afirmación de que el traje está presurizado a 1 atm?
Estoy seguro de que el traje no está diseñado para operar a 1 atm, pero si reemplaza la "atmósfera de presión" con "presión de funcionamiento" en lo anterior, la respuesta sería correcta, ¿no es así? Creo que al menos da la intuición correcta y no merece votos negativos.
@Bear no es solo una pequeña inexactitud. La presión es una cuestión fundamental en el diseño y uso de trajes espaciales. Las respuestas incorrectas son rechazadas, así es como funciona SE. Si se editan para que ya no estén equivocados, eso abre una oportunidad para revertir el voto negativo. Esto anima a la persona que escribe la respuesta incorrecta a solucionar el problema. Otros lectores que visitan usan votos hacia arriba y hacia abajo para juzgar la precisión de la publicación, por lo que votar por una respuesta incorrecta engaña a los futuros lectores y anula el propósito de votar. SE se trata de buenas respuestas, y los votos ayudan a mostrar si una respuesta es buena o no.
@Uwe Si bien 2 atmósferas de presión serían un traje inútilmente rígido, estamos hablando de una prueba. Ciertas pruebas ejercen una sola propiedad a grandes extremos más allá de la operación normal, sin tener en cuenta otros parámetros operativos. Por lo tanto, no creo que podamos asumir que la practicidad operativa de la presión impide que se use como una prueba centrada en la durabilidad. Puede probar a presiones extremas como medida de seguridad.
@AaronLS no tenemos indicios de que el traje haya sido probado con una presión de 2 bares. "Ya probado a doble presión de vacío" no es una especificación precisa. El vacío en una cámara de prueba para trajes puede estar por debajo de 1 mbar hasta 1 µbar, pero el valor exacto no es importante. La diferencia de presión entre el interior y el exterior del traje es muy importante.
@Uwe Y no tenemos indicios de que no lo fuera.
@Uwe Y estoy de acuerdo en que "la 'presión de doble vacío' no es una especificación precisa". Ese es esencialmente mi punto. No podemos asumir que los parámetros de prueba usan límites operativos prácticos, como indicó su primer comentario. Tampoco podemos suponer nada más.
No estoy seguro de por qué esto tiene votos negativos. Como han señalado un par de carteles, "probar" es muy diferente a "usar" y "doble vacío" se usa con bastante frecuencia para referirse al diferencial entre el vacío y 2ATM. Es un estándar fácil de entender.
Lo rechacé porque no hay evidencia de que la respuesta, que cita números de presión específicos, no esté completamente inventada. O sacado de la nada, por así decirlo. Estaría feliz de votarlo si se diera una referencia.
@RoryAlsop el "espacio" en "traje espacial" es una pista de que el contexto no es terrestre, por lo que el concepto de atmósfera del nivel del mar 1 no se aplicaría. La búsqueda más rápida de "presión del traje espacial" dentro de este sitio o de Internet i.stack.imgur.com/ImB4i.jpg muestra que es del orden de 3-6 psi. El mecanismo para abordar las respuestas incorrectas en SE es votar negativamente y comentar, y estoy bastante seguro de que comprende este concepto bastante bien.
Es por eso que felizmente lo voté, ya que es una buena respuesta. Musk es muy bueno para hacer que las cosas sean accesibles para el público; léalo nuevamente con eso en mente. 1ATM se aplica para lograr que entiendan. Y por favor absténgase de sarcasmos innecesarios - recuerde la regla de "ser amable".
@RoryAlsop animar a otros usuarios a votar respuestas defectuosas no es bueno para los futuros lectores, sin importar cuán cortésmente se haga. Estoy señalando que has estado activo en SE por un tiempo, y estoy bastante seguro de que entiendes bastante bien el concepto (y la importancia) de votar negativamente las respuestas problemáticas. 3-5 psi está tan lejos de 15 psi que es necesario arreglarlo. En este momento, está completamente mal y no debería abogar por votar.
@uhoh, no veo que tenga ninguna cita que demuestre que las presiones de prueba están correlacionadas con las presiones operativas. Su declaración "está completamente mal" no es concluyente. Nuevamente, las presiones de prueba a menudo prueban extremos mucho más allá de los parámetros de operación. No tenemos suficiente información para determinar qué respuesta es correcta.
Si el traje se probó con una presión interna de 2 atmósferas y esta es una presión de vacío doble, la conclusión es que el valor de la presión de vacío es de 1 atmósfera. Algo debe estar mal aquí...

El traje no está diseñado para caminatas espaciales. Está destinado a proteger al usuario en caso de que esté expuesto al vacío. Por lo tanto, me parece extraño que la respuesta aceptada asuma que el traje estaría despresurizado. No está diseñado para funcionar en el vacío. De hecho, el traje se llevará dentro de la cápsula a 1 atm.

Además, parece poco probable que presurizar un traje a 1,8 atm se considere una prueba rigurosa (diferencial de 0,8, doble presión máxima de funcionamiento). Me parece mucho más razonable suponer que la presión de doble vacío significa que presurizaron el traje de tal manera que el diferencial fue el doble de lo que sería si se expusiera al vacío a 1 atm. Esto sería un diferencial de 2 atm, como han sugerido muchas respuestas negativas.

EDITAR: Aquí hay una hoja informativa que tiene la presión interna de la cápsula Dragon en 13.9-14.9 psi

Referencias....? No suposiciones....?
Una buena respuesta de stackexchange debería ser más que "Me parece mucho más razonable..." porque una docena de personas pueden publicar una docena de cosas que les parezcan razonables. Si puede razonar esto con cuidado y al menos de manera algo convincente, desde una perspectiva de ingeniería, eso podría compensar la falta de vínculos verificables, pero eso sería difícil. Sería mucho mejor mostrar algún respaldo verificable a su pensamiento. Bienvenido a stackexchange, y si aún no lo ha hecho, realice el recorrido para conocer qué es una buena respuesta SE.
No asumo que el traje no está diseñado para caminatas espaciales. Esta es una aclaración importante, considerando que la respuesta aceptada parece suponer que lo es.
Sí, reconozco cuál es una buena respuesta SE, pero tenía que decir algo porque la respuesta aceptada es engañosa. Este traje no está diseñado para caminatas espaciales. También me parece extraño que todas las respuestas, PERO la respuesta aceptada, estén siendo buscadas como referencias, cuando no proporciona ninguna y también hace suposiciones, como la suposición falsa mencionada anteriormente.
Vale, entiendo. Y es un desafío en este momento porque no puedes dejar un comentario debajo de las otras respuestas hasta que obtengas un poco más de reputación (puntos). Pero publicar un comentario como respuesta no es realmente una solución para eso. Puede ir al área de chat de SE y tal vez comenzar una discusión, pero hacerlo de esta manera no es cómo funciona SE. Las respuestas tienen que ser respuestas a la pregunta formulada.
Por esta lógica, la respuesta aceptada no es buena. Ninguna de la información proporcionada en él es relevante. Asume lo que es la presión de doble vacío y brinda información sobre la presurización para caminatas espaciales, para las cuales no se usará este traje. Mi respuesta al menos proporciona un poco de información útil en el sentido de que el traje NO está diseñado para caminatas espaciales. Es un traje de presión.
La transmisión en vivo de SpaceX acaba de comenzar; lanzamiento en unos seis minutos. Voy a verlo :) Esta pregunta seguirá aquí mañana. 21 votos positivos sugieren que no es una respuesta tan mala. Si observa, verá que los trajes están en el rango de 0,2 a 0,4 bar, no creo que encuentre uno en uso hoy en día que sea útil con una diferencia de presión de 1 bar. Pero, si lo hace, ¡eso ayudaría a respaldar su respuesta!
Sí, la información en la respuesta es precisa, pero irrelevante. No proporciona información que valide "doble presión de vacío" significa doble presión operativa. Hasta 21 votos, hay una respuesta de Reddit a esta misma pregunta con 160 votos, que indica que la presión del doble vacío tiene un diferencial de 2 atm: reddit.com/r/explainlikeimfive/comments/6vijzp/…
@DKu: Sí, porque los votos en Reddit indican claramente qué es material de referencia autorizado y qué no. Dicho esto, esta podría ser una buena respuesta; Creo que el eslabón perdido es la afirmación no respaldada de que la cápsula estará a 1 atm, para lo cual una búsqueda rápida no podría encontrar ni prueba ni refutación.
Aquí vamos, una hoja de datos de Dragon, que tiene una presión interna de 13,9-14,9 psi: spacex.com/sites/spacex/files/pdf/DragonLabFactSheet.pdf
El uso de un traje de 1/3 atm es una práctica aceptada (en el transbordador y en la ISS) y no requiere referencias. Usar un traje de 1-2 atm no lo es, y lo es. Sería maravilloso si alguien hiciera un traje utilizable de 1 atm, eliminando todos los molestos protocolos de pre-respiración. Simplemente no creo que haya sucedido todavía.
@DKu: la hoja de datos de Dragon da un valor de 13.9-14.9 psi para una presión normal dentro de la cápsula. Pero no hay especificación de la presión dentro del traje en caso de emergencia cuando la cápsula ha perdido su atmósfera.
El traje se usa para estar preparado en caso de emergencia cuando la cápsula pierde su atmósfera y hay un vacío en el interior. En este caso, el traje se operará en vacío. Si la presión dentro del traje sigue siendo de 1 atm, el traje inflexible perjudica gravemente al astronauta.
@DKu Estoy empezando a tener dudas mientras sigo dándole vueltas a esto en mi cabeza. Probar para ver cuándo "estalla" está relacionado con evitar la pérdida de vidas en circunstancias extremas, y esto es diferente a la movilidad/destreza.

Estoy de acuerdo en que la prueba de doble vacío probablemente esté probando el doble de fuerza de explosión en el vacío.

Visite http://www.astronautix.com/s/spacesuits.html para ver una mirada fascinante a varios trajes espaciales. Han sido hechos de metal puro, tela, materiales mixtos, a 1 atm, a 0,2 atm o sin atm, simplemente contrapresión mecánica. Han utilizado extremidades de "gusano de tomate" (tubos contorneados de volumen constante, los mejores para doblar a presión) entre otras soluciones. Todas las soluciones funcionan. La pregunta es qué pregunta estás haciendo; traje "sácame", traje de supervivencia, traje de espacio abierto/vehículo exterior, superficie lunar, superficie marciana? Cuál será la restricción de este traje en particular será fascinante.

¿Tiene alguna referencia que respalde su afirmación de que el traje se probó al doble de su presión de explosión? Tenga en cuenta que el traje sin duda se habría dañado en ese caso, ya que la presión de explosión es, después de todo, la presión a la que estallaría.
Probar al doble de la resistencia al estallido parece ser contradictorio. Imagine a Musk diciendo "Ya probé para duplicar la presión de explosión". La única forma en que esto podría ser cierto es si la presión de explosión fuera cero; 2 x 0 = 0o mejor dicho " Dos veces nada sigue siendo nada "
¿Quiere aumentar la presión hasta que el traje reviente y luego duplicar la presión dentro del traje? Pero ahora hay un agujero en el traje y no es posible aumentar la presión con un agujero grande.

La presión de doble vacío significaría dos atm de diferencia entre el interior y el exterior. Otros han comentado que "no puede cerrar las manos ni doblar la rodilla o el codo contra esa diferencia de presión": es por eso que los trajes espaciales normalmente están diseñados con articulaciones que funcionan sin cambiar el volumen interior y, por lo tanto, no son susceptibles de endurecerse bajo la gran presión. diferencia.

Eso es lo que los hace voluminosos. La imagen que se muestra aquí no es nada de eso. Me pregunto porque.

¿Tiene una referencia para respaldar su afirmación de que la presión de vacío doble para este traje es igual a dos atmósferas?
No es cierto que la doble presión de vacío signifique dos atm de diferencia entre el interior y el exterior. Esa es solo una interpretación incorrecta de una declaración poco clara y engañosa. Diseñar el traje con juntas de volumen constante no ayuda al astronauta a cerrar la mano contra la presión del guante. Pero es cierto que las imágenes no muestran ninguna indicación para juntas de volumen constante.
¿Qué significa "doble presión de vacío" en las pruebas de trajes espaciales?
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