AZ ŰRÁLLOMÁS PÁRATARTALMA

A LEVEGŐ NEDVESSÉGTARTALMÁNAK
SZABÁLYOZÁSA AZ ŰRÁLLOMÁSON

_{A kép illusztráció.}

MIÉRT FONTOS A PÁRATARTALOM AZ ŰRÁLLOMÁSON?

Az űrállomások – például a Nemzetközi Űrállomás (ISS) – zárt, mikrogravitációs környezetében a páratartalom ellenőrzése létfontosságú a rendszerek zavartalan működése és az űrhajósok egészsége érdekében. A páratartalom megfelelő szinten tartása nemcsak a korrózió és a penész megelőzését szolgálja, hanem az életfenntartó rendszerek optimális működéséhez is elengedhetetlen. Gondoljunk csak bele: ha folyamatosan párás lenne a levegő, a fém alkatrészek elkezdenének rozsdásodni, a sarkokban könnyen megjelenhetne a penész - már ha egyáltalán vannak sarkok az űrállomáson... ⇲▢⇱

PÁRATARTALOM FORRÁSAI AZ ŰRBEN

Az űrállomáson a levegő nedvességtartalma főként az emberi tevékenységből származik. Az űrhajósok lélegzése, izzadása és a főzéshez vagy kísérletekhez használt folyadékok párolgása mind hozzájárulnak a levegő páratartalmához. Mivel az űrben nincs gravitáció, a vízgőz nem emelkedik felfelé, hanem egyenletesen szétoszlik a kabin levegőjében. Az űrállomás levegőjének 70% alatti páratartalmúnak kell lennie.

A SZABÁLYOZÁSI FOLYAMAT

A páratartalom szabályozására az ISS légkondicionáló és szellőztető rendszereket használ, amelyeket együttesen Environmental Control and Life Support Systemnek (ECLSS) neveznek. Ezek a rendszerek a következőképpen működnek:

• 1. Légnedvesség-elszívás: A rendszerek ventilátorai beszívják a kabin levegőjét, és olyan szűrőkhöz vezetik, amelyek a vízgőzt (is) eltávolítják.
• 2. Kondenzációs egységek: A levegő páratartalma kondenzáció révén kinyerhető. A levegőt egy hideg felületre irányítják, ahol a vízgőz lecsapódik és folyékony vízzé alakul.
• 3. Víz újrahasznosítása: A kinyert vizet nem veszik kárba; azt a Water Recovery System (víz-visszanyerő rendszer) segítségével tisztítják, majd az űrhajósok ivóvíz-ellátására vagy egyéb felhasználásra (pl. kísérletek) alkalmazzák. Milyen mértékű ez az újrahasznosítás? A levegő nedvességéből visszanyert víz aránya nagyjából 93-94% körül mozog!

_{A kép illusztráció.}

VÍZ SZŰRÉSE, TISZTÍTÁSA

Az ISS-en alkalmazott víztisztítás egyik kulcsfontosságú technológiája az ozmózis, különösen a fordított ozmózis (reverse osmosis). Ez a módszer a vízben lévő szennyeződéseket, például sókat, baktériumokat és más szerves anyagokat egy félig áteresztő membrán segítségével távolítja el. A fordított ozmózis hatékonyságának köszönhetően az ISS vízújrahasznosító rendszerei képesek ivóvízzé alakítani a páralecsapódásból, vizeletből és más hulladékvízből származó folyadékokat.

Azonban ez nem az egyetlen lépés: a vízkezelési folyamat több lépcsőből áll, amelyek tartalmaznak szűrést, fertőtlenítést (például UV-fényt vagy kémiai kezelést) és gázmentesítést, hogy biztosítsák a víz tisztaságát és biztonságát. Hihetetlen, hogy egy ilyen zárt rendszer milyen szinten képes önellátóvá tenni az űrhajósokat, nem igaz? 🚀

MENNYI VIZET HASZNÁLNAK AZ ŰRÁLLOMÁSON?

Az ISS (Nemzetközi Űrállomás) zárt rendszerében a víz mennyisége általában körülbelül 300-400 liter körül mozoghat. Ez a víz főként újrahasznosított formában van jelen, mivel a víz utánpótlása az űrben rendkívül költséges. Az űrhajósok által kibocsátott vizelet, verejték, és a légzésből származó pára mind újrahasznosításra kerül, hogy biztosítsák az ivóvíz és más felhasználási célú víz rendelkezésre állását.

Ezen mennyiség felett van még további kb. 2000 liter vastartalék, azaz pontosabban víztartalék. 🤣

MENNYI ENERGIA A FELJUTTATÁSA?

Energia szempontjából a rakéták hatalmas mennyiségű üzemanyagot égetnek el, hogy legyőzzék a gravitációt. Egy Falcon 9 rakéta például több mint 400 tonna üzemanyagot használhat fel egyetlen indítás során. Az energiaigény pontos számítása a rakéta típusától és a hasznos teher tömegétől függ.

KB. MIBE KERÜL A 350 LITER FELJUTTATÁSA?

A víz feljuttatása az ISS-re rendkívül költséges és energiaigényes folyamat. A NASA becslései szerint körülbelül 10 000–20 000 USD-ba kerül 1 kilogramm teher feljuttatása az űrbe hagyományos rakétákkal. Mivel 1 liter víz tömege nagyjából 1 kilogramm, 350 liter víz feljuttatása akár 3,5–7 millió USD-ba is kerülhet.

HOGYAN HASZNOSÍTJÁK A VIZET AZ ISS-EN?

Az ISS-en a vizet egy fejlett újrahasznosító rendszer dolgozza fel, amely gyakorlatilag minden lehetséges forrást felhasznál, például a légzés során keletkező párát, az izzadságot és a vizeletet. Az újrahasznosítás során mechanikai szűrést, fordított ozmózist és fertőtlenítési módszereket alkalmaznak, hogy az ivóvíz tökéletesen tiszta legyen.

ÚJ TECHNOLÓGIA A JÖVŐBENI VÍZKEZELÉSBEN?

A jövőben olyan technológiákat fejlesztenek, amelyek még hatékonyabbá teszik a víz újrahasznosítását, például biofilterek és nanotechnológiai szűrőrendszerek. Ezek a rendszerek segíthetnek a még nagyobb tisztaság elérésében és az energiafogyasztás csökkentésében.

MENNYI VIZET FOGYASZT AZ ŰRHAJÓS NAPONTA?

Az ISS-en az űrhajósok napi vízfogyasztása körülbelül 3,6 liter személyenként. Ez magában foglalja az ivóvizet, az ételek hidratálásához szükséges vizet, valamint a személyes higiéniai célokra használt vizet.

HOGYAN ISSZÁK A VIZET AZ ŰRBEN?

Az űrben a víz ivása speciális, zárható zacskók és szívószálak segítségével történik, hogy elkerüljék a víz lebegését a mikrogravitációs környezetben. A víz kis gömbökké formálódik, és az űrhajósok ezeket a gömböket szívják fel a zacskóból.

MENNYI VÍZTARTALÉK VAN AZ ISS-EN?

Az ISS-en kb. 2000 liter víztartalékot tárolnak vészhelyzetek esetére. Ez biztosítja, hogy az űrhajósok hosszabb ideig is elláthassák magukat, ha az utánpótlás késik. (A korábban megadott 300-400 liter a rendszerben aktívan újrahasznosított víz mennyiségét jelenti, amelyet az űrhajósok napi használatára szántak, például iváshoz, ételkészítéshez, higiéniai célokra stb. Ez az a vízmennyiség, amely folyamatos körforgásban van a zárt rendszerben. A 2000 liter viszont a tartalékolt vízmennyiség, amelyet vészhelyzetekre tárolnak. Ez a mennyiség biztosítja az űrhajósok túlélését, ha bármilyen probléma merülne fel a víz újrahasznosító rendszerben, vagy ha késlekedne az utánpótlás. Ezért mindkét adat pontos, de más-más funkciót takar az ISS vízgazdálkodásában.

HOGY VESZÍT VIZET AZ ŰRÁLLOMÁS?

A kérdés jogos, hiszen egy zárt rendszerről van szó - mégis, az ISS űrállomás több módon veszít vizet, íme pár példa: A) a víz-újrahasznosító rendszerek kis mennyiségű használhatatlan sóoldatot termelnek; B) az oxigéntermelő rendszer vizet fogyaszt; C) a légzsilipekben elveszett levegő nedvességet visz magával az űrbe; D) a CO2-eltávolító rendszerek némi vizet lúgoznak ki a levegőből.

ÉVENTE MENNYI VÍZ FOGY AZ ŰRÁLLOMÁSON?

Az ISS űrállomásnak kb. 3 000 liter vízre van szüksége évente. Ezt a vizet ivásra, ételkészítésre, higiéniára és tudományos kísérletekre használják. Az ISS-t jellemzően teherűrhajókon látják el vízzel, a küldött pontos mennyiség a legénység létszámától, a küldetés időtartamától és az adott időponttól függően alakul.

A PÁRATARTALOM SZINTJÉNEK FENNTARTÁSA

Az ECLSS rendszerei folyamatosan figyelemmel kísérik a levegő páratartalmát. Az optimális szint általában a 60% relatív páratartalom. Ha a páratartalom túl magas, az penészhez vezethet, amely veszélyezteti az űrállomás rendszereit és az űrhajósok egészségét. Túl alacsony páratartalom pedig kiszáradt nyálkahártyákat és bőrirritációt okozhat. Az űrállomás rendszerei jellemzően egy közepes szinten, például 60%-on is tarthatják a páratartalmat, mert ez kellemes környezetet biztosít az űrhajósok számára, ugyanakkor minimálisra csökkenti a penészedés és a korrózió kockázatát. Az adott páratartalom pontos szintje attól is függhet, hogy az adott kabinban éppen milyen tevékenységek folynak. Ezt a rendszert Temperature and Humidity Control (THC)-nek hívják. A THC gondoskodik arról, hogy a levegő az egész állomáson mozogjon, így sehol sem halmozódik fel nedvesség. Magas páratartalom esetén ráadásul a lecsapódó pára a berendezések rövidzárlatához vezethetne.

VÍZVISSZANYERÉSI HAJLANDÓSÁG

Az ISS rendszerei, különösen a Water Recovery System, rendkívül hatékonyak a víz visszanyerésében. A légnedvességből visszanyert víz aránya nagyjából 93-94% körül mozog, ami a modern technológia révén a lehető legjobban hasznosítja az erőforrásokat. Ez a rendszer nemcsak a páratartalomból, hanem más forrásokból is összegyűjti a vizet, amelyet alapos szűrés és tisztítás után újrahasznosítanak.

_{Ajánlott zene a cikk olvasásához: Storm - The Return}

PÁRATARTALOM AZ ŰRÁLLOMÁSON