Hoe Wordt Koolstofdioxide Geëlimineerd Aan Boord Van Een Ruimtevaartuig?

{h1}

Om koolstofdioxide te verwijderen aan boord van een ruimtevaartuig, hebt u een systeem nodig dat vergelijkbaar is met scuba. Meer informatie over de eliminatie van koolstofdioxide.

We produceren koolstofdioxide in ons lichaam wanneer onze cellen voedsel afbreken en we het vrijgeven als we uitademen. In de atmosfeer zijn de koolstofdioxideconcentraties ongeveer 0,04 procent. In de besloten hutten van ruimtevaartuigen, zoals de spaceshuttle of ruimtestations, kan de koolstofdioxideconcentratie echter veel hoger worden, wat een probleem vormt omdat koolstofdioxide toxisch is. Naarmate de koolstofdioxideconcentratie in de lucht om u heen toeneemt, zult u bepaalde symptomen hebben:

  • Op 1 procent - slaperigheid
  • Bij 3 procent - verminderd gehoor, verhoogde hartslag en bloeddruk, stupor
  • Bij 5 procent - kortademigheid, hoofdpijn, duizeligheid, verwarring
  • Met 8 procent - bewusteloosheid, spiertrillingen, zweten
  • Boven 8 procent - overlijden

Op aarde verwijderen planten kooldioxide door het proces van fotosynthese. De planten nemen kooldioxide op en geven zuurstof af. In een ruimtevaartuig moet koolstofdioxide echter via chemische processen uit de interieurlucht worden verwijderd. De meeste ruimtevaartuigen vertrouwen alleen op het verwijderen van kooldioxide met bussen die lithiumhydroxide in poedervorm bevatten. Wanneer lucht kooldioxide bevat (CO2) wordt door de bus gevoerd, het combineert met het lithiumhydroxide (LiOH) om lithiumcarbonaat (Li2CO3) en water (H2O).

CO2 (g) + 2 LiOH (s) -> Li2CO3 (s) + 3 H2O (l)

Als alle lithiumhydroxide is opgebruikt, moet de container worden vervangen en worden weggegooid. Misschien is het bekendste voorbeeld van het gebruik van lithiumhydroxidebussen op de Apollo 13-missie gebeurd.

Nadat een explosie de commandomodule had aangetast, woonden de astronauten in de maanmodule terwijl het ruimtevaartuig terugkeerde naar de aarde. De maanmodule gebruikte ronde lithiumhydroxidebekers, terwijl de opdrachtmodule vierkante exemplaren gebruikte. Met drie astronauten die de lucht ademen in een ruimte die slechts voor twee is ontworpen, waren de kanonnen met maanmodule snel opgebruikt, maar de astronauten konden ze niet gemakkelijk uitwisselen vanwege de verschillende vormen. Dus moesten de ingenieurs van Mission Control een manier bedenken om de luchtstroom van de maanmodule aan te passen door de vierkante lithiumhydroxidebekers. Ze waren in staat om een ​​systeem te manipuleren met behulp van slangen, sokken, plastic zakken en ducttape - waarmee de astronauten worden gered van de door koolstofdioxide veroorzaakte dood.

Lithiumhydroxidebekers zijn niet de enige oplossing - blijf lezen om erachter te komen hoe SCUBA-apparatuur in de ruimte werkt.

SCUBA in de ruimte

Lithiumhydroxidebekers zijn niet de enige CO2 probleemoplosser in de ruimte. Het International Space Station (ISS) maakt gebruik van lithiumhydroxidebussen maar heeft ook een nieuwere technologie die moleculaire zeven gebruikt om koolstofdioxide te absorberen. SCUBA-recirculatietoestellen en persoonlijke zuurstofeenheden die worden gebruikt door brandweerlieden en mijnwerkers moeten ook koolstofdioxide verwijderen. Sommige rebreathers gebruiken lithiumhydroxidebussen. Maar anderen gebruiken een reactie waarbij kaliumsuperoxide (KO2). Wanneer kaliumsuperoxide combineert met waterdamp (H2O) en koolstofdioxide (CO2) uit iemands adem, absorbeert het kooldioxide en maakt het zuurstofgas en kaliumbicarbonaat (KHCO3):

4KO2 (s) + 4CO2 (g) + 2H2O (g) -> 4KHCO3 (s) + 3O2 (G)

De reactie maakt warmte. Dus je kunt zien wanneer het klaar is, omdat het niet meer opwarmt. Dit systeem heeft het extra voordeel dat het zowel zuurstof levert als koolstofdioxide verwijdert.

Het Amerikaanse Destiny-labgedeelte en het knooppunt 3-deel van het ISS bevatten een kooldioxide-verwijderingssamenstelling (CDRA). De CDRA gebruikt moleculaire zeeftechnologie om koolstofdioxide te verwijderen. De moleculaire zeven zijn zeolieten, kristallen van siliciumdioxide en aluminiumdioxide. De kristallen regelen zichzelf om kleine schermen te vormen. De openingen van de schermen of poriën hebben consistente afmetingen waardoor sommige moleculen kunnen binnendringen en vast komen te zitten in de zeven. In de CDRA zijn er vier bedden van twee verschillende zeolieten. Zeoliet 13x absorbeert water, terwijl zeoliet 5A koolstofdioxide absorbeert. Elke zijde van de CDRA bevat een zeoliet 13X verbonden met een zeoliet 5A bed. Terwijl de lucht door het zeoliet 13X-bed stroomt, raakt water vast en wordt het uit de lucht verwijderd. De gedroogde lucht gaat het zeoliet 5A bed in waar koolstofdioxide vast komt te zitten en wordt verwijderd. De uitgaande lucht is dan droog en vrij van koolstofdioxide.

Anders dan lithium-hydroxide-bussen, die opgebruikt en weggegooid worden, kunnen de zeolieten in de CDRA worden geregenereerd. Elektrische verwarmingselementen in de bedden verwarmen de zeolieten en maken de ingesloten waterdamp en koolstofdioxide vrij. De koolstofdioxide wordt afgevoerd naar de ruimte, terwijl de waterdamp wordt gecondenseerd en gerecycled. De CDRA is ontworpen met onafhankelijke bedieningselementen, zodat de ene helft actief koolstofdioxide en water uit de lucht verwijdert, terwijl de andere helft regenereert. De twee helften wisselen elkaar af. De CDRA is de primaire methode waarbij koolstofdioxide uit de ISS-cabinelucht wordt verwijderd, terwijl lithiumhydroxidevaten als back-up worden gebruikt.

In oktober 2010 is een nieuw systeem, genaamd de Sabatier, is op het ISS geïnstalleerd. Het heeft koolstofdioxide (CO2) die door de CDRA wordt verwijderd, combineert deze met het waterstofgas (H.2) gegenereerd door het Russische Elektron en de Amerikaanse Environmental Control and Life Support System (ECLSS) waterelektrolysesystemen, en vormt vloeibaar water (H2O) en methaangas (CH4). Het methaan wordt in de ruimte gelucht.

In de toekomst hopen NASA-wetenschappers zuurstof te creëren en kooldioxide aan boord van ruimtevaartuigen en ruimtekoloniën op natuurlijke wijze te elimineren door planten te laten groeien.De planten zouden niet alleen ademende lucht leveren, maar ook voedsel voor de astronauten. Voor meer informatie over de ruimte, zie de links op de volgende pagina.


Video Supplement: It's Rocket Science! with Professor Chris Bishop.




Onderzoek


10 Tekenen China Is Serieus Over De Ruimte
10 Tekenen China Is Serieus Over De Ruimte

Waarom De Aardbeving In Italië Raar Was
Waarom De Aardbeving In Italië Raar Was

Science Nieuws


Zwaarlijvige Kinderen Die Meer Kans Lopen Gepest Te Worden
Zwaarlijvige Kinderen Die Meer Kans Lopen Gepest Te Worden

Vroegste Dentale Vullingen Ontdekt In Het 13.000 Jaar Oude Skelet
Vroegste Dentale Vullingen Ontdekt In Het 13.000 Jaar Oude Skelet

Ongekend Verlies Van Ozon Boven Waargenomen Poolgebied
Ongekend Verlies Van Ozon Boven Waargenomen Poolgebied

Natuurkunde Kan Mysterieuze Graancirkels Uitleggen
Natuurkunde Kan Mysterieuze Graancirkels Uitleggen

Aw, Shucks: Hoe Oesters Een Man Een Zeldzame Bacteriële Infectie Gaven
Aw, Shucks: Hoe Oesters Een Man Een Zeldzame Bacteriële Infectie Gaven


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com