Была ли проблема CO2 Аполлона-13 вопросом мощности или скорости?

Во время Аполлона-13 взрыв в служебном модуле привел к обесточиванию командного модуля. Это потребовало использования системы экологического контроля лунного модуля для удаления углекислого газа из воздуха вместо той, что в командном модуле. Однако СО 2 уровни продолжали расти.

Фильм «Аполлон-13» объясняет проблему как таковую:

ФРЕД ХЕЙЗ: (ругательство) Я знаю, почему мои цифры неверны. Я рассчитывал только на двоих.

ДЖЕК СВИГЕРТ: Может, мне просто задержать дыхание.

и

ВЕДУЩИЙ НОВОСТЕЙ (по телевизору): Кажется, у астронавтов достаточно кислорода, чтобы выжить. Одна вещь, которой у них слишком много, это углекислый газ. С каждым вздохом трое мужчин выдыхают все больше ядовитого газа в кабину лунного модуля, и скрубберы, предназначенные для поддержания пригодности атмосферы для дыхания, быстро насыщаются.

Фильм предполагает, что CO 2 проблема была ограниченная скорость . Короче говоря, они «не успевают». То есть канистры с LiOH могут фильтровать столько молей CO. 2 в минуту . Обычный экипаж LM из 2 человек производит CO. 2 ниже этой скорости, поэтому фильтр продолжает работать. Экипаж Аполлона-13 из 3 человек произвел CO 2 выше этой скорости канистры «насыщаются», и избыток CO 2 накопилось в салоне.

Однако другая возможность заключается в том, что канистры с LiOH имеют ограниченную емкость . Короче говоря, они «иссякают». Они могут фильтровать только определенное количество молей CO. 2 . Больше астронавтов означает больше общего количества молей CO 2 будет обрабатываться LM. Как только предел канистры достигнут, CO больше не 2 можно фильтровать, а CO 2 уровень поднимается до тех пор, пока не будет установлена ​​новая канистра. Совместно 2 уровень может быть даже намеренно повышен, чтобы нормировать подачу канистры.

Какой из этих факторов был более важным в возникновении CO 2 уровни подняться во время Аполлона 13? (Возможно, оба играют роль, но я ищу, какой из них был более актуален для ситуации с Аполлоном-13.)

Пожалуйста, подтвердите свой ответ официальными источниками НАСА или опубликованными научными исследованиями. Ответы, основанные исключительно на предположениях, фильме или других популярных сообщениях, не принимаются.

Множество проблем, представленных в фильме, изменены для простоты, хотя почти все они основаны на реальных вещах. Например, предел мощности CM был проблемой ампер-часа (емкости), а не ампер-часа (скорости).

Ответы (1)

С этой страницы НАСА об Аполлоне-13:

Было четыре патрона от ЛМ и четыре от рюкзаков, считая запасные. Однако LM был разработан для поддержки двух мужчин в течение двух дней, и его попросили позаботиться о трех мужчинах в течение примерно четырех дней. Через полтора дня в LM сигнальная лампа показала, что уровень углекислого газа достиг опасного уровня. Управление полетами разработало способ прикрепить контейнеры CM к системе LM с помощью пластиковых пакетов, картона и заклеить скотчем все материалы, находящиеся на борту.

Четыре патрона ЛМ были рассчитаны на двух человек на двое суток, то есть на 4 человеко-дня. При использовании тремя людьми их должно хватить на 4/3 = 1,33 дня. Опасный уровень был замечен через 1,5 дня или 4,5 человеко-дня. Требуемая вместимость для 3 человек на 4 дня или 12 человеко-дней была недостижима при использовании только патронов LM. Требовалось 12 патронов, но в наличии было только 4.

Проблема со скоростью должна была возникнуть намного раньше.

Из журнала полетов Аполлона-13 :

085:22:14 Лусма: Роджер. Земля на 24. И похоже, что вы получаете около 15 на CO2, поэтому мы хотим, чтобы вы выбрали Вторичный и заменили основной картридж. Над.

085:22:30 Хайсе: Хорошо. Я выберу Вторичный и заменю основной картридж. [Долгая пауза.]

085:22:53 Лусма: Хорошо, Фред. И когда вы выбираете - Когда вы заменяете основной картридж, не выбирайте Основной. Оставайтесь на вторичном, пока мы не используем вторичное вверх. Над.

085:23:10 Хайсе: Хорошо. Я меняю первичную и остаюсь в вторичной, пока мы не израсходуем ее. Очень долгий перерыв связи.

Это Apollo Control в 85 часов 26 минут. В Центре управления полетами наши дисплеи очень быстро показывали эффект от перехода с основного канистры с гидроксидом лития на новый резервный. Парциальное давление двуокиси углерода, составлявшее 14,9 миллиметра ртутного столба, в настоящее время упало до 4,6 и продолжает снижаться.

085:29:43 Хайсе: Переодевание завершено, Джек.

085:29:50 Лусма: Хорошо. Скопируйте полное изменение, и мы читаем 4.5 по CO2 здесь.

Так после замены картриджей ЛМ на свежий уровень СО2 снизился с 14,9 до 4,5 мм рт.ст. Это падение было бы невозможно, если бы существовала проблема со скоростью.

Парциальное давление CO2, равное 4,5 мм рт. ст., эквивалентно 5900 ppm (частей на миллион) CO2 в воздухе на уровне моря. 14,9 составляет 19 600 частей на миллион. Среднее содержание CO2 в свежем наружном воздухе составляет около 400 частей на миллион, в низкокачественном комнатном воздухе может быть более 1400 частей на миллион.

В отчете миссии Аполлона-13 есть другая информация:

введите описание изображения здесь

Емкость первичных картриджей LM (41 человеко-час) и вторичных картриджей (17,9 человеко-часов) различна, но сумма 2-х основных и 2-х вторичных составляет 117,8 человеко-часов или 4,9 человеко-дней.

Качество воздуха было улучшено при одновременном использовании четырех картриджей CM для снижения содержания CO2.

введите описание изображения здесь

Парциальное давление СО2 в КМ через минуту после взрыва кислородного баллона составило 1,1 мм рт.

Хороший анализ, +1
Я искал график ppCO2 из миссии, но не смог его найти.
Принятый ответ. Я рад, что вы процитировали отчет миссии, который я прочитал до публикации вопроса. Емкость упоминается несколько раз, а скорость не упоминается.
@DrSheldon, вам может быть интересно посмотреть на ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19720021432.pdf , где они смоделировали ситуацию на земле, чтобы увидеть, как продержатся канистры.
@OrganicMarble Может быть, графика ppCO2 нет, потому что телеметрия не передавалась для экономии энергии LM, см. стр. 7 PDF-файла, на который вы ссылаетесь.
@Uwe может быть, или его просто нет ни в одном из документов.
@Uwe телеметрия, должно быть, была отправлена, потому что земля знала, что ppCO2 был на уровне 14,9 мм рт. ст., а затем упал до 4,5 после замены картриджей. Джек Лусма в расшифровке был CAPCOM, т.е. парень из Хьюстона.
@Adam "ВО ВРЕМЯ ПЕРВОГО ИСПЫТАНИЯ PHATE _ТЕЛЕМЕТРИЯ ПЕРЕДАВАЛАСЬ С ПЕРЕРЫВАМИ ИЗ ЛУННОГО МОДУЛЯ _И ПО ЭТИМ ДАННЫМ METABOLICC02OUTPUTOFTHECWWASDETERMINED AND FOUNDTOBE1100SEEM"
Была ли проблема CO2 Аполлона-13 вопросом мощности или скорости?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v