Pregunta:
Temperatura y humedad del aire dentro de la ISS
Andrey Sokolov
2013-10-26 11:19:53 UTC
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La Estación Espacial Internacional es un hábitat artificial para los humanos; Parece razonable asumir que la temperatura del aire y los niveles de humedad se mantienen en niveles bien definidos.

  • ¿Cuáles son la temperatura y la humedad del aire dentro de la estación espacial internacional?
  • ¿Se han ajustado esos niveles a lo largo de los años?

Se agradecerá un enlace a una página o documento en algún sitio web oficial con esta información.

La fuente habitual de datos en vivo es SpaceStation Online: http://spacestationlive.jsc.nasa.gov/displays/ethosDisplay1.html
Muestra unos 22,3 ° C para Destiny Lab. Me pregunto si hace un poco más de calor o más fresco en sus dormitorios. Lástima que no haya lectura de humedad relativa.
La temperatura del aire es de 22 ° C (72 ° F) según Tracy Caldwell Dyson (consulte http://www.youtube.com/watch?v=030_pKgXUI8 aproximadamente a las 13:55) pero también dice "a veces se pone un poco frío". Esto coincide con los datos en vivo de la página a la que Deer Hunter publicó un enlace.
Dos respuestas:
#1
+24
TildalWave
2013-10-26 12:20:43 UTC
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El sistema de control de temperatura y humedad (THC) es parte del Sistema de control ambiental y soporte vital (ECLSS) de la Estación Espacial Internacional (ISS). El sistema de control térmico (TCS) es un componente del sistema THC y se subdivide en el sistema de control térmico activo (ATCS, documento PDF) y el sistema de control térmico pasivo (PTCS) . De un documento PDF sobre hechos de la NASA:

El subsistema de temperatura y humedad y control ayuda a mantener un ambiente habitable en la estación al eliminar el calor y la humedad y hacer circular el frío aire. La circulación de la atmósfera minimiza las variaciones de temperatura, asegura una atmósfera bien mezclada y respirable y apoya la detección de humo;

International Space Station's Environmental Control and Life Support System (ECLSS)

Regenerativo Diagrama del sistema de soporte vital y control ambiental (ECLSS) (Fuente: NASA Science News)

Sin embargo, el ECLSS es un sistema complejo y muchos de sus piezas fallaron en múltiples ocasiones, por ejemplo, el Sistema de Generación de Oxígeno (OGS) activó varias alarmas, tanto la anterior como su reemplazo que fue activada en 2007. Ahora bien, esto no fue tan crítico debido a la redundancia en los sistemas de soporte vital a bordo de la ISS y, por ejemplo, el segmento ruso también tiene un sistema de soporte vital (LSS). Por lo tanto, es de esperar que esto responda a su pregunta si la temperatura del aire y los niveles de humedad se han ajustado alguna vez. Con reemplazos y partes de sistemas individuales que fallan, estos niveles obviamente variarían sustancialmente al menos en algunos segmentos de la ISS. Y con muchos sistemas aislados, también variarían de un segmento a otro, de un módulo a otro. Dejando la descripción de la complejidad de todos estos sistemas a otro documento sobre ECLSS de la Agencia Espacial Europea (ESA) de 2010 (también PDF):

Varios Life Support Los sistemas están instalados en la ISS para mantener de manera segura a su tripulación en condiciones similares a las de la Tierra. Ellos se distribuyen entre los módulos ISS. Existen diferencias específicas entre los equipos ubicados en el segmento de EE. UU. Y Rusia.

ECLS Hardware

Distribución de hardware ECLS de ISS en órbita a partir de Febrero de 2010 (Fuente: NASA / ISEC)

Y el documento cita estos valores:

  • Rango de presión nominal de la cabina: T = 14.2 a 14.9 psi
  • Distribución de oxígeno y nitrógeno: P = 93 - 120 psia, T = 60 - 113 ° F desde el nodo 1
  • Recarga de oxígeno : P = < 1050 psia (máx. 16 lb / h), T = 25-113 ° F de PMA3
  • Recarga de nitrógeno: P = < 3400 psia (máx. 3 lb / h), T = 25 - 113 ° F desde PMA3
  • Rango de temperatura nominal de la cabina: T = 65 a 80˚F (18.3 a 26.7 ° C)
  • Velocidad del aire en la cabina: 10 a 40 pies por minuto
  • Eliminación del calor atmosférico y control de la humedad: CCAA CHX
  • Eliminación y eliminación de microbios y partículas en el aire: Filtros CCAA
  • Recolección y distribución de aguas residuales
  • Agua de pila de combustible y distribución de agua potable
  • Orina pretratada: 1 línea de W&HC a WRS2, P < 5 psig, T = 65 - 105 ° F
  • Agua de proceso : 4 líneas de WRS1 a WRS2
  • Detección de humo de cabina: 2 detectores de humo de área
  • Líneas de ventilación externas: CO2 / CH4, H2, MCA, aire de cabina
  • Muestreo de aire: desde los puertos Zen, Port, Stbd, Fwd al bastidor ARS (caudal 100-400 scc / min)

Encontrar cotizaciones de rendimiento nominal reales es una un poco más complicado aunque posiblemente con muchos sistemas autónomos activos al mismo tiempo en diferentes segmentos de la ISS. Por ejemplo, para el segmento ruso, estos son los valores cotizados:

Valores básicos de los parámetros de la composición atmosférica del segmento ruso, teniendo en cuenta el intercambio de gases entre el cuerpo humano y el medio ambiente, caen dentro de los siguientes límites:

  • presión total (absoluta) en compartimentos presurizados habitables - 660-860 mm Hg;
  • ppO2 de aire inhalado - 150-200 mmHg
  • ppCO2 - 6 mmHg, máx .;
  • ppH2O - 10 ± 5 mmHg;
  • temperatura del aire - 20-25 ° C (68-77 ° F);
  • tasa de circulación de aire - 0,1-0,4 m / seg (0,33-1,31 pies / seg);
  • nivel de ruido - 60 dB, máx .;
  • contaminantes - dentro de las concentraciones máximas permitidas como determinado por el ГОСТ, el estándar ruso de contaminantes

El control de la humedad se explica en el 4.2. La sección Sistema de regeneración de agua condensada atmosférica de ese documento y es un poco demasiado compleja para describirla aquí, por lo que recomendaré leerla. El documento también cita valores máximos y mínimos que activan ciertos procedimientos o alertas.

De otro documento de Kira Bacal, MD, PhD, MPH (descarga directa de archivos de Word) aunque eso lo explica en un sentido un poco más general (pero todavía tiene 22 páginas):

El ambiente de la cabina generalmente se mantiene en alrededor del 60% de humedad relativa (correspondiente a aproximadamente 0,2 psi de presión de vapor de agua).

Dejaré que otros contribuyan con sus hallazgos sobre valores más exactos para otros sistemas ECLS de segmento y su rendimiento nominal. Sin embargo, no esperaría que todos tuvieran los mismos requisitos, ciertamente este no es el caso de los módulos científicos que tendrían parámetros de control ambiental más estrictos, como se describe, por ejemplo, en el documento tristemente pagado en Módulo de alojamiento de centrífugas ( CAM) Análisis de control de temperatura y humedad del aire de la cabina (aunque el módulo nunca llegó a la ISS), por lo que estaría viendo una lista larga de valores por módulo y por sensor.

Sin embargo, agregar todas las lecturas y los cambios en la temperatura y la humedad ambientales, intencionales o accidentales, podría extender los límites de este Q&A. Para darle una buena impresión, estos son algunos de los valores operativos para los sensores del calentador del Nodo 1, tomados de la documentación del sistema de control térmico del Grupo de control térmico de la estación espacial internacional (TCG) (PDF):

  Fallo de disponibilidad del calentador Fallo superior inferior cíclico (sensor) Punto de ajuste superior Punto de ajuste inferior Límite de carga Delta Delta ------------------------ -------------------------------------------------- --- 1A (Snsr 1) Habilitar BU 35.6 29.7 26.1 20.6 1.71A (Snsr 2) 35.6 29.7 26.1 20.6 1.71B (Snsr 1) Habilitar Opr 35.6 32.7 26.1 20.6 1.71B (Snsr 2) 35.6 32.7 26.1 20.6 1.72A Habilitar BU 35,6 26,1 23,3 17,8 1,72B Habilitar Opr 35,6 26,1 23,3 17,8 1,73A (Snsr 1) Habilitar e BU 35.6 27.5 22.7 17.2 1.73A (Snsr 2) 35.6 27.5 22.7 17.2 1.73B (Snsr 1) Habilitar Opr 35.6 25.1 22.7 17.2 1.73B (Snsr 2) 35.6 25.1 22.7 17.2 1.74A Habilitar BU 35.6 25.5 22.7 17.2 1.74B Habilitar Opr 35.6 25.5 22.7 17.2 1.75A (Snsr 1) Habilitar BU 35.6 26.2 23.8 18.3 1.75A (Snsr 2) 35.6 26.2 23.8 18.3 1.75B (Snsr 1) Habilitar Opr 35.6 26.2 23.8 18.3 1.75B (Snsr 2) 35.6 26.2 23.8 18.3 1.76A (Snsr 1) Habilitar BU 35,6 26,8 24,4 18,9 1,7
6A (Snsr 2) 35.6 26.8 24.4 18.9 1.76B (Snsr 1) Habilitar Opr 35.6 26.8 24.4 18.9 1.76B (Snsr 2) 35.6 26.8 24.4 18.9 1.77A (Snsr 1) Habilitar BU 35.6 28.5 22.7 17.2 1.77A (Snsr 2) 35.6 28.5 22.7 17.2 1.77B (Snsr 1) Habilitar Opr 35.6 26.3 22.7 17.2 1.77B (Snsr 2) 35.6 26.3 22.7 17.2 1.78A Habilitar BU 35.6 24.9 22.2 16.7 1.78B Habilitar Opr 35.6 24.9 22.2 16.7 1.79A Habilitar BU 35.6 25.5 22.7 17.2 1.79 B Habilitar Opr 35.6 25.5 22.7 17.2 1.7  

Todas las temperaturas enumeradas están en ° C. Que yo sepa, no hay un flujo de datos de telemetría en vivo o archivado de todas las lecturas de los sensores de la ISS disponibles para el público.

TL; DR - Es ... complicado. ;)


Actualización : algunos de los datos de soporte vital, sistema térmico y soporte vital regenerativo de ETHOS (sistemas operativos ambientales y térmicos) en The Space Station Live La página web de la NASA finalmente está disponible, por lo que debería ayudarlo a obtener una descripción general. Debe mencionarse, sin embargo, que no incluye ningún dato de telemetría en el segmento ruso de la ISS y excluye una gran cantidad de lecturas de sensores individuales, que presentan valores promedio actuales por módulo en la lista).

Aquí hay una animación de las tres páginas ( Soporte vital, Sistema térmico y Soporte vital regenerativo) de datos disponibles para el público, válidos para el 7 de noviembre de 2013 a las 4:30 pm UTC:

ETHOS data display from The Space Station Live

La circulación de la atmósfera también da pistas sobre dónde buscar objetos perdidos, me dijo el astronauta sueco Christer Fuglesang.
Me encanta el TLDR.
Estoy interesado en los resultados de las mediciones reales dentro de la ISS, en lugar de los rangos nominales de varios sistemas de control de clima, aunque esa información también es relevante y muy apreciada. Estoy seguro de que tienen termómetros y sensores de humedad dentro de la estación.
@Andrey Tienen varias docenas de sensores por cada módulo, en los bucles de THC internos y externos. Como se mencionó, también existen múltiples sistemas de THC independientes. Aparte de piratear el flujo de datos de telemetría de la ISS, descifrarlo y darle sentido a todo, no tengo conocimiento de cómo llegar a lecturas reales en vivo. Tampoco encontré archivos de las lecturas disponibles para el público, salvo lo que se cita en numerosos documentos donde se discuten los sistemas de control ambiental. He ampliado mi respuesta y he enfatizado un poco algunos puntos, que deberían cubrirlo tanto como sea posible aquí.
#2
+3
Andrey Sokolov
2013-10-27 10:22:42 UTC
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Citando del documento publicado en http://www.faa.gov/

Sección III.1.2 Entorno de cabina y entorno EVA.docautorizado por Kira Bacal

(se proporciona un enlace de descarga directa en la respuesta de TildalWave):

Las temperaturas ambientales en las naves espaciales actuales generalmente se mantienen en condiciones de "manga de camisa", es decir, alrededor de 75 ° F.

El ambiente de la cabina generalmente se mantiene a aproximadamente un 60% de humedad relativa.

No está claro de dónde provienen estas cifras, qué tan actualizadas están, o si son aplicables a la ISS.

(como referencia: 75 ° F equivale a 24 ° C)

El documento que mencionas de mi respuesta es de [Dr. Bacal] (http://www.spacemedicineassociates.com/index.php?a=47) que trabajó durante varios años en el Johnson Space Center en la rama de Informática Médica y Sistemas de Atención de la Salud y es miembro activo de Space Medicine Associates. El documento en sí debería cubrir su aplicabilidad lo suficientemente bien. Los capítulos vinculados son de una versión previa a la prensa de _Bacal, Beck y Barratt, "Hypoxia, Hypercapnia, and Atmospheric Control", en Textbook of Aerospace Medicine, ed. Barratt y Pool, Springer-Verlag_.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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