Температура и влажность воздуха внутри МКС

Система контроля температуры и влажности (THC) является частью системы контроля окружающей среды и жизнеобеспечения Международной космической станции (МКС) (ECLSS). Система терморегулирования (TCS) является составной частью системы THC и подразделяется на активную систему терморегулирования (ATCS, документ в формате PDF ) и пассивную систему терморегулирования (PTCS). Из документа в формате PDF о фактах НАСА :

Подсистема контроля и управления температурой и влажностью помогает поддерживать на станции обитаемую среду, удаляя тепло и влажность и циркулируя прохладный сухой воздух. Циркуляция атмосферы сводит к минимуму колебания температуры, обеспечивает хорошо перемешанную, пригодную для дыхания атмосферу и способствует обнаружению дыма;

   ^{Схема системы регенеративного контроля окружающей среды и жизнеобеспечения (ECLSS) (Источник: NASA Science News )}

Однако ECLSS представляет собой сложную систему, и многие ее части неоднократно выходили из строя, например, система генерации кислорода (OGS) вызывала несколько сигналов тревоги, как старая , так и ее замена , которая была активирована в 2007 году . Сейчас это было не так критично из-за избыточности систем жизнеобеспечения на борту МКС, а например на российском сегменте есть система жизнеобеспечения.(ЛСС) тоже. Таким образом, мы надеемся, что это должно ответить на ваш вопрос, регулировались ли когда-либо температура воздуха и уровни влажности. При замене и выходе из строя частей отдельных систем эти уровни, очевидно, будут существенно различаться, по крайней мере, на некоторых сегментах МКС. И со многими изолированными системами они также будут варьироваться от сегмента к сегменту, от модуля к модулю. Оставив описание сложности всех этих систем в другом документе по ECLSS от Европейского космического агентства (ESA) от 2010 года (также в формате PDF):

На МКС размещено несколько систем жизнеобеспечения, чтобы безопасно поддерживать экипаж в условиях, аналогичных земным. Они распределяются по модулям МКС. Существуют определенные различия между оборудованием, расположенным в американском и российском сегментах.

   ^{Распространение аппаратного обеспечения ECLS на орбите МКС по состоянию на февраль 2010 г. (Источник: NASA/ISEC )}

И документ цитирует эти значения:

• Номинальный диапазон давления в кабине: T = от 14,2 до 14,9 фунтов на кв. дюйм
• Распределение кислорода и азота: P = 93–120 фунтов на квадратный дюйм, T = 60–113 °F от узла 1
• Зарядка кислородом: P = < 1050 фунтов на квадратный дюйм (макс. 16 фунтов/ч), T = 25–113 °F от PMA3
• Заправка азотом: P = < 3400 фунтов на кв. дюйм (макс. 3 фунта/ч), T = 25–113 °F от PMA3
• Номинальный диапазон температуры кабины: T = от 65 до 80˚F (от 18,3 до 26,7°C)
• Скорость воздуха в кабине: от 10 до 40 футов в минуту
• Отвод атмосферного тепла и контроль влажности: CCAA CHX
• Удаление и утилизация взвешенных в воздухе частиц и микробов: фильтры CCAA
• Сбор и распределение сточных вод
• Водоснабжение топливных элементов и распределение питьевой воды
• Предварительно обработанная моча: 1 линия от W&HC до WRS2, P < 5 psig, T = 65–105 °F
• Техническая вода: 4 линии от WRS1 до WRS2
• Обнаружение дыма в кабине: 2 зональных детектора дыма
• Внешние вентиляционные линии: CO2/CH4, H2, MCA, воздух в салоне
• Отбор проб воздуха: из портов Zen, Port, Stbd, Fwd в стойку ARS (расход 100 - 400 куб.см/мин)

Найти фактические номинальные характеристики производительности немного сложнее, хотя, возможно, в разных сегментах МКС одновременно работает много автономных систем. Например, для российского сегмента указаны следующие значения:

Основные значения параметров состава атмосферы Российского сегмента с учетом газообмена между организмом человека и окружающей средой находятся в следующих пределах:

• полное (абсолютное) давление в обитаемых гермоотсеках – 660-860 мм рт.ст.;
• ppO2 вдыхаемого воздуха – 150-200 мм рт.ст.
• ppCO2 – 6 мм рт.ст., не более;
• ppH2O – 10 ± 5 мм рт.ст.;
• температура воздуха – 20-25°С (68-77°F);
• скорость циркуляции воздуха – 0,1-0,4 м/сек (0,33-1,31 фут/сек);
• уровень шума – не более 60 дБ;
• загрязняющие вещества – в пределах предельно допустимых концентраций, установленных ГОСТ, Российский стандарт загрязняющих веществ

Контроль влажности объясняется в 4.2. Раздел «Система регенерации воды из атмосферного конденсата» этого документа слишком сложен, чтобы описывать его здесь, поэтому я просто рекомендую его прочитать. В документе также указаны максимальные и минимальные значения, которые запускают определенные процедуры или оповещения.

Из другого документа Киры Бакал, MD, PhD, MPH (прямая загрузка файла Word), хотя это объясняет это в немного более общем смысле (но все еще 22 страницы):

В кабине обычно поддерживается относительная влажность около 60% (что соответствует примерно 0,2 фунта на квадратный дюйм давления водяного пара).

Я позволю другим поделиться своими выводами о более точных значениях для других сегментных систем ECLS и их номинальной производительности. Я бы не ожидал, что все они будут иметь одинаковые требования, хотя это, конечно, не относится к научным модулям, которые будут иметь более строгие параметры контроля окружающей среды, как, например, описано в печально закрытом документе о кабине модуля размещения центрифуги (CAM). Анализ контроля температуры и влажности воздуха ( модуль так и не добрался до МКС ), так что вы увидите длинный список значений для каждого модуля и датчика.

Однако добавление в список всех показаний и изменений температуры и влажности окружающей среды, преднамеренных или случайных, возможно, расширит пределы этого вопроса и ответа. Просто чтобы дать вам объективное представление, вот некоторые из рабочих значений только для датчиков нагревателя Node 1, взятые из документации по Системе термоконтроля Международной космической станции (TCG) (PDF):

Heater       Availability   Failure   Upper      Lower      Failure   Cyclic
(Sensor)                    Upper     Setpoint   Setpoint   Lower     Load
                            Limit                           Limit     Delta
-----------------------------------------------------------------------------
1A (Snsr 1)  Enable BU      35.6      29.7       26.1       20.6      1.7
1A (Snsr 2)                 35.6      29.7       26.1       20.6      1.7
1B (Snsr 1)  Enable Opr     35.6      32.7       26.1       20.6      1.7
1B (Snsr 2)                 35.6      32.7       26.1       20.6      1.7
2A           Enable BU      35.6      26.1       23.3       17.8      1.7
2B           Enable Opr     35.6      26.1       23.3       17.8      1.7
3A (Snsr 1)  Enable BU      35.6      27.5       22.7       17.2      1.7
3A (Snsr 2)                 35.6      27.5       22.7       17.2      1.7
3B (Snsr 1)  Enable Opr     35.6      25.1       22.7       17.2      1.7
3B (Snsr 2)                 35.6      25.1       22.7       17.2      1.7
4A           Enable BU      35.6      25.5       22.7       17.2      1.7
4B           Enable Opr     35.6      25.5       22.7       17.2      1.7
5A (Snsr 1)  Enable BU      35.6      26.2       23.8       18.3      1.7
5A (Snsr 2)                 35.6      26.2       23.8       18.3      1.7
5B (Snsr 1)  Enable Opr     35.6      26.2       23.8       18.3      1.7
5B (Snsr 2)                 35.6      26.2       23.8       18.3      1.7
6A (Snsr 1)  Enable BU      35.6      26.8       24.4       18.9      1.7
6A (Snsr 2)                 35.6      26.8       24.4       18.9      1.7
6B (Snsr 1)  Enable Opr     35.6      26.8       24.4       18.9      1.7
6B (Snsr 2)                 35.6      26.8       24.4       18.9      1.7
7A (Snsr 1) Enable BU       35.6      28.5       22.7       17.2      1.7
7A (Snsr 2)                 35.6      28.5       22.7       17.2      1.7
7B (Snsr 1) Enable Opr      35.6      26.3       22.7       17.2      1.7
7B (Snsr 2)                 35.6      26.3       22.7       17.2      1.7
8A          Enable BU       35.6      24.9       22.2       16.7      1.7
8B          Enable Opr      35.6      24.9       22.2       16.7      1.7
9A          Enable BU       35.6      25.5       22.7       17.2      1.7
9B          Enable Opr      35.6      25.5       22.7       17.2      1.7

Все температуры указаны в °C. Насколько мне известно, нет общедоступных архивных или живых телеметрических данных всех показаний датчиков с МКС.

TL;DR - Это... сложно. ;)

Обновление : некоторые из данных ETHOS (экологические и тепловые операционные системы) жизнеобеспечения, тепловых систем и регенеративных жизнеобеспечений на веб-странице НАСА The Space Station Live наконец-то доступны, поэтому они должны помочь вам получить общее представление. Следует отметить, однако, что он не включает данные телеметрии по российскому сегменту МКС, а также исключает большое количество показаний отдельных датчиков, представляя текущие средние значения по модулям (с указанием не всех модулей).

Вот анимация всех трех страниц ( жизнеобеспечение , тепловая система и регенеративная система жизнеобеспечения ) общедоступных данных, действительных на 7 ноября 2013 г., 16:30 UTC:

Цитата из документа, размещенного на http://www.faa.gov/

Раздел III.1.2 Среда кабины и среда EVA.doc, автором которой является Кира Бакал.

(прямая ссылка для скачивания указана в ответе TildalWave):

Температура окружающей среды на современных космических кораблях обычно поддерживается на уровне «рукава рубашки», т.е. около 75°F.

В салоне обычно поддерживается относительная влажность около 60%.

Непонятно, откуда берутся эти цифры, насколько они актуальны и применимы ли они к МКС.

(для справки: 75°F равно 24°C)