Pytanie:
Czy skafander kosmiczny Mars musi być pod ciśnieniem?
SF.
2013-07-24 20:09:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Różne filmy science fiction inaczej traktują atmosferę Marsa, gdziekolwiek od „potrzebujesz tylko rebreathera tlenowego” a „Twoje oczy wyskoczą, a głowa eksploduje”. W międzyczasie nie widziałem żadnych solidnych danych naukowych na temat wymagań dotyczących przeżycia ludzi w warunkach marsjańskich.

Z pewnością kombinezon musiałby być ciepły, prawdopodobnie z aktywnym ogrzewaniem lub co najmniej dobrą izolacją, jak aerożel. Z pewnością należałoby przynajmniej zapewnić tlen, prawdopodobnie także gaz obojętny, aby zapobiec kwasicy spowodowanej przez CO 2 Marsa w jego atmosferze. Ale jak ludzkie ciało zareagowałoby na ciśnienie? Jestem świadomy, że ludzie mogą przetrwać w warunkach znacznie niższych niż normalnie, przy odpowiednio zwiększonej zawartości tlenu - ciśnienie w kabinie Apollo stanowiło około 25% ciśnienia atmosferycznego Ziemi. Jak wygląda sytuacja na Marsie?

Przypuszczam, że przez * ciśnienie atmosferyczne Ziemi * masz na myśli ciśnienie na poziomie morza? Ciśnienie na Mt. Everest ma ok. 1/3 ciśnienia na poziomie morza i oczywiście to też nie jest problem.
@gerrit: "1 atmosfera", jeśli pozwolisz na takie jednostki spoza układu SI.
Nie opublikuję tego jako odpowiedzi, ponieważ nie jestem pewien, czy to naprawdę coś udowodni, ale Felix Baumgartner skoczył z podwyższenia przy ciśnieniu podobnym do powierzchni Marsa, a jego skafander był pod ciśnieniem.
@gerrit - projekt jego kombinezonu mógł wiązać się z innymi względami, które spowodowały, że był pod ciśnieniem. Podejrzewam, że na Marsie nie potrzebujesz kombinezonu ciśnieniowego, ale potrzebujesz ciśnieniowego systemu oddechowego.
Atmosfera Marsa zapewnia tylko nieco większe ciśnienie niż punkt potrójny wody (gdzie może występować tylko w fazie stałej lub gazowej), więc twoja krew nie zagotuje się dosłownie, ale wystarczająco blisko - podobnie do otwarcia butelki napoju gazowanego i rozpuszczalnego gazy tworzące pęcherzyki. W pewnym sensie przypomina to chorobę dekompresyjną, ale dzieje się dużo szybciej niż zwykle obserwujemy u nurków. Ponadto średnia temperatura na Marsie wynosi -63 ° C, a kombinezon ciśnieniowy pomógłby w izolacji przed szybkim rozpraszaniem ciepła. Sposób, w jaki _Total Recall_ pokazuje, że jest dość dokładny w IMO. Zdecydowanie potrzebowałbyś kombinezonu ciśnieniowego. ;)
@Chad Tak sądziłem, dlatego nie podałem tego jako odpowiedzi.
@Tidal: Ale wyobrażam sobie, że nie musiałoby podnosić ciśnienia do pełnej atmosfery - wystarczy podnieść je o 50%, a złożoność i waga byłyby ułamkiem tego, co jest potrzebne do spacerów kosmicznych.
@SF. - Technicznie tak, wystarczy trochę mniejszy, ale wciąż akceptowalny procent _'1 ciśnienia atmosferycznego''_, ale ponieważ mówimy o stosunkowo małej objętości powietrza, które można by w tym celu poddać recyklingowi, oraz o kombinezonie, który musiałby wytrzymać taka delta ciśnień z łatwością, nie widzę powodu dlaczego nie iść z całą _'1 atmosferą''_. I nie zapominaj, że także „oddychamy” przez skórę, lub lepiej mówiąc, że się pocimy (wymieniamy ciepło), wszystko to oznacza, że ​​_ „1 atmosfera” _ jest o wiele bardziej komfortowym i zdrowszym środowiskiem, i nie przychodzi kosztem znacznie większym niż 50%.
@TidalWave: Im większa delta ciśnienia, którą chcesz utrzymać, tym trwalszy (grubszy, cięższy) musi być kostium. Ponadto, im wyższe ciśnienie wewnątrz, tym większy opór przy zginaniu kończyn musisz pokonać - normalnie skafander niczym nadęty balon „grawituje” w kierunku określonego kształtu i aby się poruszać, musisz pokonać jego opór. Większa presja = więcej pracy, aby ją pokonać.
@gerrit: Do oddychania czystym O2 potrzebujesz minimum 3,5 psi w płucach. W przypadku skafandra kosmicznego wystarczyłby mechaniczny nacisk na skórę, ale zastosowanie pewnych środków odprowadzających pot i niezbędnej ochrony termicznej nadałoby odzieży masywność podobną do kurtki Eskimo, z uciskiem lub bez.
@MercuryPlus: Inżynieria materiałowa rozwinęła się nieco od kultury eskimoskiej. Aerożel jest niezwykle skuteczną barierą termiczną, a także niezwykle lekką; istnieją materiały chłonne, które również mogą odprowadzać pot przez dość cienką warstwę. Uważam, że poza obszarem hełmu skafander nie musiałby być więcej niż 2x grubość pianki nurka.
Trzy odpowiedzi:
#1
+20
MichaelHouse
2013-07-25 01:25:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tak

Ciśnienie atmosferyczne na Marsie to około 0,6% ciśnienia na poziomie morza na Ziemi. To około 0,6 kilopaskala (0,087 psi). Podczas gdy nawet jeden z najwyższych punktów na ziemi, Mount Everest ma 33,7 kilopaskala (4,89 psi). Oznacza to, że ciśnienie atmosferyczne na Mount Everest jest około 56 razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na powierzchni Marsa.

Ludzie nie przeżyliby zbyt długo w takich warunkach. Zgodnie z tym wykresem z NASA, 0,087 psi stawia nas poniżej poziomu „bąbelków we krwi”:

enter image description here

(Zauważ, że wykres przechodzi od wysokiego ciśnienia u góry do niskie ciśnienie na dole)

Nawet Everest jest ledwie w bezpiecznym rejonie dla ludzi. Wykres zakłada, że ​​dana osoba oddycha atmosferą, w której się znajduje, co nie dotyczy proponowanego pytania.

Istnieją dowody na to, że dana osoba mogła przeżyć krótko.

funty / metr kwadratowy. Och, NASA, kiedy przestaniesz swoją głupotę!
Wyjaśnienie głosów przeciw jest uprzejme i korzystne dla wszystkich.
@SF. lbs / sq in, a.k.a. ** psi ** nie jest dokładnie „głupią” jednostką; jego użycie jest nadal niezwykle rozpowszechnione.
@NickT: 1 jard to odległość od czubka nosa króla do czubków palców jego wyciągniętej ręki. Jest też dość rozpowszechniony, co nie wyklucza jego głupoty.
OK, pokoloruj mnie zmieszanego. Więc ta odpowiedź wyjaśnia mi, że powietrze oddychane na Marsie musi być pod ciśnieniem, ale nadal nie jest dla mnie jasne, dlaczego człowiek musi nosić kombinezon ciśnieniowy. Jakieś wyjaśnienie?
@SamtheBrand Kombinezon nie musi być * powietrzem * pod ciśnieniem. Byłoby możliwe użycie kombinezonu kompresyjnego wywierającego nacisk mechaniczny na skórę, podobnego do [kombinezonu do ćwiczeń kosmicznych] (http://en.wikipedia.org/wiki/Space_activity_suit). Niestety nadal mają szereg problemów. Utrzymanie równomiernego nacisku na każdą część powierzchni (szczególnie wklęsłe obszary ciała, takie jak pachwiny i doły pod pachami) jest bardzo trudne. Płyny ustrojowe mają tendencję do gromadzenia się w obszarach, w których nie stosuje się wystarczającego ciśnienia. Bez takiego nacisku skóra rozszerza się i może ulec uszkodzeniu.
Czy w tym przypadku niedotlenienie jest spowodowane tym, że płuca nie dotleniają krwi? A może jest to spowodowane niewystarczającym ciśnieniem, aby krew przenosiła tlen do innych komórek ciała?
#2
+14
aramis
2013-07-25 03:53:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie ma wymogu, aby sam skafander znajdował się pod ciśnieniem.

Istnieje wymóg pewnego nacisku na skórę, aby zapobiec powstawaniu siniaków podciśnieniowych. Można to zapewnić na dwa sposoby - ciśnienie płynu z otoczenia lub ciśnienie mechaniczne.

Obecne projekty z „krwawiącą krawędzią” to wzmocniony drutem elastyczny materiał z hełmem ciśnieniowym, który przylega do ramion. . Skóra w rzeczywistości jest poddawana ciśnieniu atmosferycznemu 0, a skafander jest porowaty, aby umożliwić ucieczkę potu, ale utrzymuje nawet mechaniczne przeciwciśnienie do około 3 funtów na cal kwadratowy, potrzebnych do uniknięcia urazów spowodowanych podciśnieniem.

Uwaga że uszkodzenie oczu spowodowane próżnią też nie jest natychmiastowe - ale jest dość szybkie. Osoby w eksperymentach próżniowych przypadkowo narażone na działanie próżni doświadczyły natychmiastowego podrażnienia oczu z powodu szybkiej utraty wilgoci, ale wszyscy w pełni wyzdrowieli po chwilowej ekspozycji.

Podobnie uszkodzenie płuc jest szybkie, ale nie natychmiastowe i jest w większości spowodowane na wysuszenie i obrzęk. Kilka minut ekstremalnie niskiego nacisku na skórę spowodowało głęboki obrzęk, ale bez trwałych obrażeń, podczas testów wyskoku balonem we wczesnej pogodzie.

http://spaceindustrynews.com/mits-next-mars- kombinezon kosmiczny / http://www.edudemic.com/2012/09/mit-researcher-unveils-incredible-new-mars-space-suit/ http: //www.nasa.gov/offices/oce/appel/ask/issues/45/45s_building_future_spacesuit.html

http://www.universetoday.com/66061/early -nasa-test-komory-próżniowej-poszedł-źle / http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970603.html

Dodanie filmu wideo dotyczącego [incydentu z testem kombinezonu / Jim Le Blanc] (https://www.youtube.com/watch?v=KO8L9tKR4CY#t=163) i dodatkowych szczegółów na temat [efektów obniżenia ciśnienia] (http: / /www.damninteresting.com/outer-space-exposure/).
#3
+3
user3447808
2018-08-10 06:28:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Będziesz potrzebował pełnego kasku. Twoje oczy, uszy i zatoki są wrażliwe na niskie ciśnienie i mokre. Niskie ciśnienie mogłoby spowodować zawilgocenie oczu, uszu, nosa i uszkodzenie bębenków usznych. Więc z pewnością kask ciśnieniowy. Ale reszta twojego ciała całkiem nieźle sobie radzi z utrzymywaniem wnętrza. Układ krążenia utrzymuje ciśnienie, więc krew się nie zagotuje. Oddychasz powietrzem pod ciśnieniem, aby utrzymać ciśnienie wewnętrzne tam, gdzie powinno. Myślę, że poza tym potrzebujesz izolacji, która uchroni Cię przed utratą zbyt dużej ilości ciepła, i potrzebujesz odzieży chroniącej skórę przed wyższym promieniowaniem UV, które przedostanie się przez cieńszą atmosferę. Jestem prawie pewien, że kask ciśnieniowy, bielizna kompresyjna i prawdopodobnie dodatkowa izolacja, taka jak sprzęt z Antarktyki, w razie potrzeby w zależności od temperatury otoczenia.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...