Могли бы скрубберы CO2 выйти из строя до того, как закончился запас O2 во время лунной прогулки Аполлона?

Это абсурдное видео на Reddit о взрыве Земли во время прогулки астронавтов Аполлона по Луне заставило меня задуматься.

Если предположить, что с лунным модулем произошло что-то катастрофическое в тот момент, когда два астронавта Аполлона вышли на поверхность Луны, кончился ли у них кислород до того, как вышли из строя очистители углекислого газа, или наоборот?

Мне нравится релятивистская скорость, с которой осколки Земли достигают Луны.
Не говоря уже о том, что удары этих осколков, похоже, лишь поднимают немного пыли...
Пункт: не становится ли скруббер CO2 на основе LiHO очень опасным, если он полностью насыщен? Я, кажется, припоминаю, что они не просто перестают работать, а начинают выделять всякую гадость из-за образования конденсата по мере остывания после насыщения. Таким образом, дизайнеры костюмов предусмотрят значительный запас прочности. Лучше задохнуться без кислорода, чем взорваться из-за скруббера.
Если бы доступного кислорода было достаточно мало, чтобы уровень углекислого газа не достигал опасного уровня до того, как он закончится, у вас не было бы скрубберов . Тот факт, что это было необходимо, указывает на то, что кислород переживет способность дышать воздухом.
@leftaroundabout Не совсем неправдоподобно. Если вы думаете об этом , имейте в виду, что это зависит от наличия атмосферы. Без воздуха взрывы не имели бы почти такого же воздействия, как на Земле.
@DarrelHoffman кинетическая энергия должна куда-то уходить в любом случае, если не в атмосферу, то при ударе о землю. И, как объясняет XKCD, релятивистское столкновение на самом деле будет иметь аспекты ядерного взрыва. Ядерная бомба имеет довольно большой радиус поражения, независимо от того, есть ли атмосфера для распространения механической ударной волны!
@JDługosz В этом вопросе спрашивается, какая проблема первой приведет к летальному исходу, а CO2 вызывает эффекты при довольно низких концентрациях задолго до того, как станет смертельным.
@Накопление да ... это должна быть реакция на мой комментарий? Хм... ты хочешь сказать, что без скрубберов это могло быть опасно, но не смертельно?

Ответы (2)

У нас есть некоторые данные о скафандре Аполлона из https://www.hq.nasa.gov/alsj/ALSJ-FlightPLSS.pdf.

Портативная система жизнеобеспечения Apollo Кеннета С. Томаса:

  • O 2 Объем хранения 1,0 фунта

  • Количество LiOH 2,7 фунта

Из Википедии:

  • Один грамм безводного гидроксида лития может удалить 450 см 3 углекислого газа.

  • 1 фунт равен 0,45359237 кг.

  • плотность кислорода 1,429 г/л

Теперь мы можем рассчитать объем кислорода и углекислого газа:

Это 1 фунт кислорода или 0,454 кг или 317,7 л при 1 бар.

2,7 фунта LiOH соответствует 1,225 кг связывания 551 л CO 2 при давлении 1 бар.

(Давление скафандра составляет около 0,3 бар вместо 1,0 бар, но это не влияет на сравнение.)

Таким образом, у нас больше способности связывать CO 2 , чем доступного кислорода, кислород иссякнет первым.

Чтобы ограничить уровень CO 2 в костюме в конце длительного выхода в открытый космос, необходимо использовать только около 50 % скруббера. Если бы использовалось 75 % или более скруббера, удаление СО 2 не соответствовало бы производству СО 2 при пиковой скорости метаболизма. Парциальное давление CO 2 в шлеме (максимальное) составляло 10 мм рт. ст. через 3 часа и 15 мм рт. ст. через 4 часа.

Некоторое количество кислорода теряется из-за утечки, но это не меняет результат.

Я думаю, что не только «некоторая» утечка из костюмов, они не были особенно герметичными. На «Аполлоне-12» костюм Пита Конрада пропускал 0,25 фунтов на квадратный дюйм в минуту. (исходя из 3 фунтов на квадратный дюйм, это в основном попытка опорожнить объем воздуха его костюма за 12 минут, это много ) . history.nasa.gov/alsj/TM-2005-213610.pdf
@PcMan Скорость утечки костюма составляла 200 кубических сантиметров в минуту, нам нужно что-то сопоставимое 0,25 фунтов на квадратный дюйм в минуту. Я бы предпочел обе скорости утечки в объеме в минуту, а не падение давления в минуту. scc означает стандартные кубические сантиметры при давлении 1 бар.
Ах, прекрасно.. да, это гораздо более полезная фигура. Таким образом, скорости утечки было достаточно, чтобы удалить весь кислород за 26,5 часов. Поскольку запаса (без утечек) хватит примерно на 12 часов, утечка, по-видимому, менее значительна, чем фактическое потребление. Скажем, около... 8.25 часов до истощения кислорода в скафандре? Что, кажется, совпадает с вики-статусом «8 часов продолжительности» для расширенного PLSS.

Редактировать: Уве опубликовал свой ответ на 8 секунд раньше моего. Я проверил его цифры с помощью кротов и пришел к такому же выводу.

Существует 1,0 фунт O 2 x (1000 г / 2,2 фунта) x (моль O 2 / 32,0 г О 2 ) = 14,2 моль О 2 доступный .

Картридж содержит 2,7 фунта LiOH x (1000 г / 2,2 фунта) x (моль LiOH / 23,95 г LiOH) = 51,2 моль LiOH.

2 моля скраба LiOH 1 моль CO 2 . Это означает 25,6 моль CO 2 можно стирать .

Поскольку 6 моль O 2 метаболизируются до 6 моль CO 2 -- соотношение 1:1 -- это означает, что O 2 закончится раньше СО 2 .

Оригинальный ответ:

Это зависит. Все костюмы в той или иной степени протекали, хотя этого не должно было быть. Единственный костюм, который просочился достаточно сильно, чтобы считаться неудачным, был костюм командира Аполлона-12 Чарльза Конрада. Из-за утечек кислород вытягивался из источника с большей скоростью, чтобы поддерживать давление в скафандре.

Однако в большинстве случаев СО 2 скруббер действительно выйдет из строя до того, как закончится подача кислорода. Увеличение CO на 1% 2 концентрация смертельна; снижение O на 1% 2 не является.

Также возможно, что сначала закончится охлаждающая вода, а астронавты перегреются, в зависимости от уровня физической активности и солнечного воздействия.

Как долго прослужит каждый расходный материал? Трудно ответить на этот вопрос без этой информации.
@OrganicMarble: ответ обновлен
Большое спасибо за проверку моих номеров. Если мы оба согласны, качество ответа повышается.
@Uwe: Ты опередил меня на 8 секунд, так что я не против, если твой ответ получит галочку.
Но вы использовали лучшую единицу моль вместо литра объема, зависящего от давления.
Человек потребляет около 380-550 л O2 в день. Таким образом, около 14-20 часов O2 и почти 2-кратная очистка CO2.
Могли бы скрубберы CO2 выйти из строя до того, как закончился запас O2 во время лунной прогулки Аполлона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v