Kysymys:
Vaatteiden pesu avaruudessa: onko teknisiä haasteita?
Deer Hunter
2013-07-23 14:26:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tällä hetkellä ISS toimitetaan uusilla maapallon vaatteilla. Muistan lukeneen NTRS: ää koskevan raportin, jossa todettiin, että tuoreiden vaatteiden vaatimukset osoittautuivat paljon odotettua korkeammiksi.

Siksi useita asiaan liittyviä kysymyksiä:

  • Onko mahdollista laittaa pesukone ISS: ään?
  • Millaisia ​​haasteita on voitettava (tärinän eristäminen, energiabudjetti, veden hävittäminen, saastuminen jne.)? Mieluiten jaoteltuna COTS-aluslevyihin, jotka soveltuvat parhaiten avaruusoperaatioihin.
  • Ovatko hyödyt suuremmat kuin LEO-operaatioiden kustannukset (vaikutus uudelleenkäyttöön tarkoitettuihin budjetteihin, vaatteiden kuluminen, haju jne.)?
  • Entä planeettojen väliset tehtävät (Mars, asteroidit)? Kuinka pesukoneet voisivat edistää työn tekemistä pienemmillä kustannuksilla?
Tämä saattaa olla vain täällä esitetty kysymys, joka kiinnitti minut eniten varovaisuuteen hyvänä kysymyksenä. Fantasic!
Jos haluat kuivata vaatteesi linkoamalla, valmistaudu siihen, että koko asema alkaa pyöriä kuivaajaa vasten kuivauksen aikana. ;)
@SF Yay painovoima!
@SF,, vaikka aloitit sen pyöriä magneettilaakereilla ja vain annat sen kääntyä? Ottaen huomioon, että kitka on vähäinen, ja olettaen, että vaatteet ovat tasapainossa, pyörittäisikö se asemaa?
@kurtnelle: Jos annat energiaa kehruuta varten - Newtonin kolmas mekaaninen laki pyörimisliikkeessä. Tietenkin, kun pyykki on valmis, myös asemasi lakkaa pyörimästä.
uusi asiaankuuluva video: Tiesitkö: Kuinka usein astronautit pesevät vaatteensa avaruudessa? http://www.youtube.com/watch?v=dgoB5KUHoCE
@SF. kaikki pyykinpesun seurauksena syntyvät vääntömomentit tulisi helposti käsitellä aseman CMG: n avulla.
@Tristan: Nopeuden ja massan tarjoaminen ylittää pyykin nopeuden;)
Sekä pesukone että kuivausrumpu voisivat olla pieniä kaksoiskoneita, taaksepäin kuorman ollessa tasapainossa ja pyöritettäessä aina vastakkaisiin suuntiin, jotta kulmamomentin neutraali taso saavutettaisiin. Ne on tietysti vain suljettava herkän navigoinnin aikana, kuten telakointia käytettäessä.
Ilman kuivaus lisäisi kosteutta, joka ilmankäsittelyjärjestelmän olisi poistettava joillakin energiakustannuksilla. Oletan, että he voisivat käyttää ulkopuolista lauhdutinta, kun ISS on maapallon varjossa.
Kolme vastused:
#1
+48
aramis
2013-07-23 15:59:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Puhdistusmenetelmät

Nykyiset pesutekniikat ovat enimmäkseen liuotinpohjaisia. Normaalin vaatteiden "likaantuminen" on sekoitus öljyjä ja suoloja (jotka molemmat ovat hiki tuotteita) ja kuorittuja ihosoluja, jotka usein sitoo noihin samoihin öljyihin. Kun vaatteet ovat ärtyneitä pitkittyneestä kulumisesta, se johtuu yleensä kertyneen hiki- ja ihosolujen sekä niitä syövien bakteerien vaikutuksista.

Normaalissa pesussa käytetään sekoitusta vettä (liuottimena) ja pinta-aktiivinen aine sitoa öljy veteen täydellisemmäksi puhdistamiseksi. Sekoitus tapahtuu pääasiassa veden ja pinta-aktiivisten aineiden seoksen siirtämiseksi vaatteen ja sen kuitujen läpi.

Kuivapesussa käytetään mitä tahansa useista kemiallisista liuottimista erilaisten öljyjen, suolojen, bakteeri- ja ihosolujen poistamiseksi.

On mahdollista käyttää hankaavia prosesseja ihon ja öljyn kertymisen poistamiseksi; se ei yleensä poista niitä kuitujen välistä, mutta "hiekkapesty" on käyttökelpoinen vaihtoehto pidentää vaatteen kestävyyttä lyhyellä aikavälillä vaatteen pitkäaikaisen vahingoittumisen kustannuksella.

Ilma -pesu on myös mahdollista; korkean paineen ja lämpötilan ilman käyttö voi poistaa suuria osia soluista ja bakteeripesäkkeistä. Se voi poistaa myös joitain suoloja ja öljyjä.

Höyrystyspuhdistusta voidaan myös käyttää; Tätä voidaan käyttää öljyjen poistamiseen, mutta se ei poista hiukkasten kuitujen väliltä.

Lämpöhajoamista käytetään tietyissä puhdistusmuodoissa. Toisin sanoen, kuumennat sitä, kunnes biologiset aineet hajoavat. Se ei yleensä edistä vaatteita, mutta yhdessä muiden tekniikoiden kanssa sitä voidaan käyttää muiden menetelmien parantamiseen.

Miksi et käyttäisi?

Vesi? Se on läsnä. Teoriassa astronautit voisivat huuhdella vaatteet nykyisellä järjestelmällä. Asia on, että vettä ja muita nesteitä ei voida helposti käsitellä mikropainossa (kuten pesulappuvideon vääntäminen osoittaa). Se on varmasti käyttökelpoinen rajoitetuissa sovelluksissa. Sitä käytetään parhaiten suolojen poistamiseen; suolan kertyminen on pääasiassa hikihaihdutuksen esine kuumassa ympäristössä, ja avaruudessa se on melkein ei-kysymys. Lisäksi vettä on rajoitettu määrä.

Pinta-aktiivinen aine? Useimmat pyykin pinta-aktiiviset aineet ovat kosketusta ärsyttäviä. Aseman vuoto olisi suuri vaara. Lisäksi niiden kanssa käytetty vesi vaatii erilaista puhdistusta kuin normaalisti. Joitakin erityisiä voitaisiin käyttää, mutta jälleen kerran materiaalin hengittämisestä aiheutuvat ympäristöriskit tekevät siitä riskin, samoin kuin lisääntyneet riskit vedenpuhdistukselle.

Kuivapesu? Lähes kaikki kemikaalit ovat erittäin myrkyllisiä.

Ilmanpesu? Meluisa ja vaatii hiukkasten sieppauksen asemalla. Se ei myöskään ole kovin tehokas.

Haihdutus? Hidas, ei poista hiukkasia (mukaan lukien bakteerit ja ihosolut sekä kiteinen suola). Lisäksi kaikki poistetut on nyt puhdistettava ilmakehästä. Mutta ainakin riittävän ajan kuluttua bakteerit nälkää.

Lämpöhajoaminen on lämmityskysymys - sekä vaatteen että elinympäristön kannalta. Lämmönhallinta on tärkeä osa avaruusalusten suunnittelua.

Jos aiot joka tapauksessa ...

Yhdistetty paineistettu höyry järjestelmän talteenottamiseksi, jota mahdollisesti seuraa tyhjiökuivaus, voi olla kohtuullinen järjestelmä.

Paineistetun höyryn käyttö hyödyntää sekä lämpö- että ilmapesua mahdollisimman tehokkaasti. Lisäksi se poistaa joitain suoloja ja öljyjä jopa kankaan kuitukimppuista pienimmän määrän vettä varten. Se on myös kohtuullisen pieni järjestelmä; voitiin luoda traktorin syöttöyksikkö, joka pesei paidan kerrallaan traktorin syötöllä. Se on myös rajoitetusti vaarallinen miehistöön.

Tyhjiökuivauksen lisääminen lämpimälle pinnalle maksimoi jäljellä olevien nesteiden volitalisaation.

Paljon kiitoksia, esittämäsi muotoilu näyttää toteutettavalta ja taloudelliselta.
Hyvä vastaus. Onko aihetta tutkittu? Voisin kuvitella, että jotkut ihmiset ainakin ajattelivat tätä ISS: n suhteen ...
NASA on maininnut siitä jonkin verran ISTR: n, mutta enimmäkseen se pohjautuu TravellerRPG-levyjen keskusteluihin - kun saat joukon scifi-realistisia pähkinöitä yhdessä, hyvät ja huonot puolet yleensä painavat.
#2
+22
Deer Hunter
2013-07-25 09:58:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Päätin etsiä NTRS: n kautta ja löysin tämän: http://hdl.handle.net/2060/20130012684

Vedetön vaatteiden puhdistuslaite

Tätä konetta voidaan käyttää kaikkialla missä vesi on korkealla, tai minimoimaan vedellä pesemisen.

Lyndon B.Johnsons Space Center, Houston, Texas

On kehitetty vedetön vaatteiden puhdistuslaite, joka poistaa irtonaiset hiukkaset ja hajuttaa likaiset pyykit regeneratiivisilla kemiallisilla prosesseilla, jotta vaatteet olisivat mukavampia käyttää ja niillä olisi raikas tuoksu. Tämä järjestelmä on alun perin kehitetty käytettäväksi nollagl: ssä, mutta sitä voidaan muuttaa 1 g: n ympäristöissä, joissa vettä tai muita resursseja on niukasti. Joitakin näistä prosesseista ovat muun muassa ilmavirta , suodatus , otsonin muodostuminen , lämpö , ultraviolettivalo ja fotokatalyyttinen titaanioksidi .

Koneessa on tarpeeksi suuri kammio, johon mahtuu ja sekoitetaan useita vaatetuotteita, sekä itsetiivistyvä ovi vaatteiden asettamista ja poistamista varten. Hiukkasten ja haihtuvien aineiden sekoittaminen ja poistaminen pyyhkeistä tapahtuu ilmavirralla ja jonkinlaisella sekoitusmekanismilla, mahdollisesti pyörittämällä kammiota ja / tai vuorottelemalla ilmavirta- ja / tai vatkainpaneeleita nolla-g-ympäristössä. Sekoitus 1 g: ssa voidaan tehdä kaatamalla. Yksi ilmavirran päätavoitteista on poistaa hiukkaset vaatteista ja sijoittaa ne suodattimeen, jossa hiukkaset voidaan poistaa suodattimesta syklin lopussa. Tämä ilmavirta voi myös kuljettaa otsonia kammioon ja päästä tunkeutumaan vaatteisiin tappamaan bakteereja ja hajottamaan hajuisia proteiineja tai muita orgaanisia aineita. Kammio voi sisältää myös ultraviolettivalonlähteen altistamaan sekoittavat vaatteet bakteereja tappaville valon aallonpituuksille.

Tämä valonlähde voi altistaa myös fotokatalyyttisen materiaalin, kuten titaanin oksidi, joka on upotettu kammion seinämien sisäpuolelle tai sekoitusmekanismeihin, energiaan, joka tuottaisi hydroksyyli-ioneja kammion kosteudesta auttaakseen orgaanisten yhdisteiden poistamista kankaasta .

Lämpö voidaan viedä vaatekammioon joko lämmittämällä virtausta tai lämmittämällä vaatekammio suoraan käyttämällä kammion seinämissä olevia sähkölämmitysliuskoja. Lämpö auttaisi tappamaan bakteereja, hajottamaan proteiineja ja haihtumaan haihtuvia aineita vaatteista. Tämän järjestelmän ilmavirta voidaan joko kierrättää kokonaan takaisin järjestelmän läpi tai tuulettaa ulos vaatteiden puhdistusaineen ympäristöstä riippuen. Ilmavirtausta, otsonia, UV-valoa ja lämpöä voidaan hallita itsenäisesti, joten kukin voidaan kytkeä päälle tai pois päältä vaikuttamatta muihin, jotta voidaan ottaa huomioon tietyn tyyppisten vaatteiden tarpeet tai erityyppinen likaantuminen vaatteissa.

Tämän työn tekivät Glenn Johnson ja Shane Ganske United Space Alliance : sta Johnson Space Centerille.


Pieni bibliografia aiheesta:

  • Colombo, Gerald V .; Putnam, David F .; Lunsford, Teddie D .; Streech, Neil D .; Wheeler, Richard R., nuorempi; Reimers, Harold. Yksivaiheisen pesutilan kehittäminen. SAE PAPER 932092. 1993.

  • Pyykkitutkimus Lunar Outpostille. Ewert, Michael; Jeng, Frank. JSC-17326. 2009. ( Suunnitteluprosessi! )

  • Next Generation Life Support Project: Advanced Technologies Development for Human Exploration Missions. Daniel J.Barta. JSC-CN-26608. 2012. (Vaihtoehtoisen vesiprosessorin tila muun muassa pyykin jäteveden puhdistamiseksi).


Kannattavuusraja

Ewert, Michael K .; Broyan, James Lee, Jr. Logistics Reduction Technologiesin tehtävien analysointi. JSC-CN-28324. 2013.

Perusmallissa ei oletettu vaatteiden pesulajärjestelmää, koska yhden vuoden tehtävä ei todennäköisesti ole tarpeeksi pitkä, jotta pyykin edut ylittäisivät merkittävästi suoran vaatemassan .

(mikä ei tarkoita, että olen heidän kanssaan samaa mieltä.)

#3
+12
Osteoboon
2013-07-24 01:19:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hyvä kysymys, eikä tämä ole oikeastaan ​​vastaus kysymykseesi, jonka tiedän, mutta se on liian pitkä kommentille. Reaktioni sen lukemiseen oli (kenties oudolla tavalla) miettiä jopa vaatteiden välttämättömyyttä avaruudessa.

Minusta näyttää siltä, ​​että maapallolla käytämme vaatteita monista syistä (jotkut käytännöllisiä, toiset enemmän kulttuurinen ja perinteinen kuin mikään muu puhtaasti objektiivinen, järkevä syy):

  1. suojaamaan hauras kehoamme säältä (avaruudessa, ilman EVA: ta, meidän pitäisi pystyä hallitsemaan säätä ehdottomasti sopivaksi mihin tahansa tarpeisiimme tai mieltymyksiimme)
  2. suojaamaan hauras kehomme tarttumasta vaarallisiin koneisiin (vaatteita tarvittaisiin avaruudessa tälle syyllisyydelle aivan kuten ne ovat maan päällä, mutta jos tämä on vain syystä käyttää vaatteita avaruudessa, minusta näyttää siltä, ​​että voimme olla valmiita tekemään ainakin vaatteita - ehkä spandex-shortsit miehille ja jonkinlainen huivi kenelle tahansa, jolla on pitkät hiukset - ja minimoimaan näin vaatteet pesemällä ne)
  3. vaatimattomuutemme suojelemiseksi (tämä näyttää olevan ehdottomasti kulttuurisesti monipuolista maapalloa) kulttuurit, kuten Zo'é-ihmiset, ovat suurelta osin hävinneet vaatteista; me ihmiset olemme osoittaneet olevamme yksi maapallon sopeutuvimmista lajeista, joten näyttää siltä, ​​että meidän pitäisi pystyä sopeutumaan avaruuteen vaatetustuotteiden suhteen)
  4. koristeellinen (ks. vaatimattomuus)

Jos avaruudessa olevien pyykinpesun tekniset haasteet ovat erittäin vaativia, meidän on ehkä harkittava vakavasti avaruuteen kuluttavan kulttuurin luomista, jolla ei ole juurikaan tarvetta ajoneuvojen sisäisiin vaatteisiin. Lisäajoneuvovaatteita vaaditaan silti silti, mutta EVA: n suuri riski näyttää vaikuttavan perusteellisesti niiden minimoimiseksi, mikä minimoi edelleen vaatteiden pesemisen tarpeen avaruudessa.

Jälleen suuri kysymys; hyvin ajatuksia herättävä.

Mukava ja täysin odottamaton kysymys. Myönnetty puhtaasta uutuudesta (vaikka ilman vaatteita jatkaminen ei ole ehdottoman käytännöllistä).
Miksi vaatteilla on merkitystä: sekoitetut miehet; tiettyjen fysiologisten ilmiöiden yksityisyys; lääketieteellinen yksityisyys; suojataan ohutpeltitölkin, jota kutsutaan avaruusalukseksi, kylmältä; hiki imeytyy harjoituksen ja huoltotöiden aikana.
hiki imeytyy: mutta paljon helpompi pestä hiki kehostamme kuin vaatteemme, eikö?
(Hiki voi tippua laitteistoon.) Ja silti tämä johtaa meidät toiseen suosikkikohteeni: saamaan todellisen suihkun avaruuteen. Märät sienet eivät sovi suihkuun puhdistus- ja virkistystoimintojen suhteen. Kun ylität avaruuden avaruudet pienessä sinetöidyssä veneessä, muiden ruumiin hajut alkavat loukata aistejasi. Puhtaat siistit vaatteet ja puhdas vartalo auttavat miehistön moraalin ja tehokkuuden säilyttämisessä.
Hyviä kohtia, @DeerHunter,, mutta sitten taas nollapainossa, miksi hiki "tippuisi" mihin tahansa (kieli vain osittain poskessa). Toisaalta, kuka sanoo, että se olisi nollapainovoima, eikö? Voimme aina määrätä keinotekoisen painovoiman kehräämällä.
@CopyrightX - olettaen, että toimivat ympäristökontrollit, aktiviteetit, jotka ovat tarpeeksi raskaita aiheuttamaan hikeä, ovat riittävän voimakkaita toimintoja pisaroiden heittämiseen. Jopa pesulappujen lempeä vääntäminen riitti lähettämään muutaman harhautuneen pisaran pois. Suurimpaan osaan elektroniikkaa ei tule paljon vaikutusta, mutta bakteerit kasvavat ja tuottavat hajua ja joitain myrkyllisiä kemikaaleja, jos hikeä kertyy (samoin kuin harjoittelun aikana kulunut paita kerää hajua, jos se on vielä kosteaa hikeestä yli 3 tunnin ajan kuntosalin kaappi ...
Vaikka pystytkin voittamaan vaatimattomuuden, lämpötilan hallinnan ja käyttäjän suojaamisen vaaroilta, kuvittelen, että vaatteilla on tärkeä rooli käyttäjän lähettämien materiaalien sieppauksessa, jotka saattavat kerääntyä ja lopulta häiritä eri järjestelmien toimintaa (esim. irroittaa kuolleen ihon pääsyn sähkökoskettimiin). Jos en erehdy, avaruushenkilöstöllä näyttää yleensä olevan suurin osa ruumiistaan ​​peitetty suurimman osan ajasta, paljastaen vain pään ja kädet. Vaikuttaa siltä, ​​että pysyt pukeutuneena ja pyykinpesuongelmalla voi olla merkittäviä teknisiä etuja.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...