Vraag:
Kleding wassen in de ruimte: zijn er technische uitdagingen?
Deer Hunter
2013-07-23 14:26:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Momenteel wordt het ISS bevoorraad met verse kleren van de aarde. Ik herinner me dat ik een rapport over NTRS las waarin stond dat de vereisten voor verse kleding veel hoger bleken te zijn dan verwacht.

Dus verschillende gerelateerde vragen:

  • Zal het haalbaar zijn om een wasmachine in het ISS plaatsen?
  • Welke soorten uitdagingen zijn er om te overwinnen (trillingsisolatie, energiebudget, waterafvoer, vervuiling enz.)? Bij voorkeur met opsplitsing in typen COTS-wasmachines die het meest geschikt zijn voor ruimtevaartactiviteiten.
  • Zullen de voordelen opwegen tegen de kosten voor LEO-operaties (impact op bevoorradingsbudgetten, slijtage van kleding, geur enz.)?
  • Hoe zit het met interplanetaire missies (Mars, asteroïden)? Hoe kunnen wasmachines ertoe bijdragen dat de klus tegen lagere kosten wordt geklaard?
Dit is misschien wel de vraag die hier wordt gesteld en die me het meest overrompelde als een goede vraag. Fantasisch!
Als je je kleding wilt centrifugeren, bereid je dan voor dat het hele station tijdens het drogen tegen je droger aan gaat draaien. ;)
@SF Yay zwaartekracht!
@SF, zelfs als je het op magnetische lagers laat draaien en het gewoon laat draaien? Gegeven dat de wrijving minimaal is en aangenomen dat de kleding in evenwicht is, zou het station dan draaien?
@kurtnelle: Als je energie levert voor het spinnen - Newtons derde wet van mechanica in roterende beweging. Als de was klaar is, stopt uw ​​station natuurlijk ook met draaien.
nieuwe relevante video: Wist je: hoe vaak wassen astronauten hun kleren in de ruimte? http://www.youtube.com/watch?v=dgoB5KUHoCE
@SF. elk koppel dat ontstaat als gevolg van het wassen van de was, moet gemakkelijk worden verwerkt door de CMG's van het station.
@Tristan: Het verstrekken van zijn snelheid en massa overtreft die van het wasgoed;)
Zowel de wasmachine als de droger kunnen kleine dubbele machines zijn, rug aan rug met de last ertussen in evenwicht, en altijd in tegengestelde richtingen ronddraaiend, voor een neutrale impulsmoment. Natuurlijk moeten ze gewoon worden uitgeschakeld tijdens gevoelige navigatie, zoals bij het aanmeren.
Drogen aan de lucht zou de vochtigheid verhogen, die tegen enige energiekosten door het luchtbehandelingssysteem zou moeten worden verwijderd. Ik veronderstel dat ze een externe condensor kunnen gebruiken terwijl ISS in de schaduw van de aarde is.
Drie antwoorden:
#1
+48
aramis
2013-07-23 15:59:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Reinigingsmethoden

De huidige wastechnologieën zijn meestal gebaseerd op oplosmiddelen. De meeste normale "vervuiling" van kleding is een mengsel van oliën en zouten (beide zijn producten van zweet) en afgestorven huidcellen, vaak gebonden door diezelfde oliën. Wanneer men kleding prikkelbaar vindt door langdurig dragen, is dat meestal te wijten aan de effecten van opgehoopt zweet en huidcellen en de bacteriën die ze opeten.

Bij normaal wassen wordt een mengsel van water (als oplosmiddel) en een oppervlakteactieve stof om olie aan het water te binden voor een completere reiniging. Het roeren is voornamelijk om het mengsel van water en oppervlakteactieve stoffen door het kledingstuk en de vezels te bewegen.

Stomerij gebruikt een aantal chemische oplosmiddelen om de verschillende oliën, zouten, bacteriën en huidcellen te verwijderen.

Het is mogelijk om schurende processen te gebruiken om ophopingen van huid en olie te verwijderen; het zal ze over het algemeen niet tussen de vezels verwijderen, maar "met zand gewassen" is een haalbare optie om de draagbaarheid van een kledingstuk op korte termijn te verlengen, ten koste van langdurige schade aan het kledingstuk.

Lucht - wassen is ook mogelijk; het gebruik van lucht onder hoge druk en temperatuur kan grote delen van de cellen en bacteriekolonies verwijderen. Het kan ook enkele zouten en oliën verwijderen.

Reiniging door verdamping kan ook worden gebruikt; dit kan worden gebruikt om oliën te verwijderen, maar verwijdert geen deeltjes tussen de vezels.

Thermische afbraak wordt gebruikt voor bepaalde vormen van reiniging. Dat wil zeggen, je verwarmt het totdat de biologische stoffen afbreken. Het is over het algemeen niet bevorderlijk voor kleding, maar kan in combinatie met andere technieken worden gebruikt om andere methoden te verbeteren.

Waarom niet gebruiken?

Water? Het is aanwezig. In theorie zouden astronauten kledingstukken kunnen spoelen met bestaande systematiek. Het probleem is dat water en andere vloeistoffen niet gemakkelijk worden verwerkt in microzwaartekracht (zoals de video van het uitwringen van een washandje laat zien). Het is zeker bruikbaar voor beperkte toepassingen. Het wordt het best gebruikt om zouten te verwijderen; zoutophoping is voornamelijk een artefact van zweetverdamping in een omgeving met hoge temperaturen, en is bijna geen probleem in de ruimte. Bovendien is water een beperkte hoeveelheid.

Surfactant? De meeste oppervlakteactieve stoffen van wasgoed zijn irriterende stoffen bij aanraking. Een lekkage in het station zou een groot gevaar vormen. Verder vereist water dat ermee wordt gebruikt een andere zuivering dan normaal. Sommige specifieke kunnen worden gebruikt, maar nogmaals, de milieurisico's als gevolg van het inademen van het materiaal maken het een risico, evenals de verhoogde risico's voor de waterzuivering.

Stomerij? Bijna alle chemicaliën zijn zeer giftig.

Luchtwassen? Lawaaierig en vereist opvang van deeltjes aan boord van het station. Het is ook niet erg effectief.

Verdampend? Traag, verwijdert geen deeltjes (inclusief bacteriën en huidcellen, evenals kristallijn zout). Bovendien moet alles wat nu wordt verwijderd uit de atmosfeer worden geschrobd. Maar als ze genoeg tijd krijgen, verhongeren de bacteriën tenminste.

Thermische degradatie is een verwarmingsprobleem - zowel voor het kledingstuk als voor de leefomgeving. Warmtebeheersing is een belangrijk onderdeel van het ontwerp van ruimtevaartuigen.

Als je het toch gaat ...

Een gecombineerd systeem voor het herwinnen van stoom onder druk, mogelijk gevolgd door vacuümdrogen, kan een redelijk systeem.

Gebruik van stoom onder druk zorgt voor maximaal gebruik van zowel thermisch wassen als luchtwassen, plus verwijdert wat zouten en oliën zelfs uit de vezelbundels van de stof, voor een minimale hoeveelheid water. Het is ook een redelijk klein systeem; er zou een tractorvoedereenheid kunnen worden gemaakt die een shirt per keer wast met een tractorvoeder. Het is ook van beperkt gevaar voor de bemanning.

Door vacuümdrogen op een warm oppervlak toe te voegen, wordt de vluchtigheid van de resterende vloeistoffen gemaximaliseerd.

Heel erg bedankt, het ontwerp dat u heeft gepresenteerd, ziet er haalbaar en economisch uit.
Goed antwoord. Is er onderzoek gedaan naar dit onderwerp? Ik kan me voorstellen dat sommige mensen hier op zijn minst aan hebben gedacht voor het ISS ...
ISTR is er enige melding van gemaakt door NASA, maar meestal is het gebaseerd op discussies van de TravellerRPG-boards - als je een stel sci-fi realisme-noten bij elkaar krijgt, worden de voor- en nadelen vaak zwaar gewogen.
#2
+22
Deer Hunter
2013-07-25 09:58:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik besloot door NTRS te zoeken en vond dit: http://hdl.handle.net/2060/20130012684

Wasmachine voor kleding zonder water

Deze machine kan overal worden gebruikt waar water schaars is, of om wassen met water tot een minimum te beperken.

Lyndon B. Johnson Space Center, Houston, Texas

Er is een waterloze kledingreinigingsmachine ontwikkeld die losse deeltjes verwijdert en vuile was ontgeurt met regeneratieve chemische processen om de kleding comfortabeler te maken en een frisse geur te geven. Dit systeem is oorspronkelijk ontwikkeld voor gebruik in zero-g, maar kan worden aangepast voor 1-g omgevingen waar water of andere bronnen schaars zijn. Sommige van deze processen omvatten, maar zijn niet beperkt tot, luchtstroom , filtratie , ozonopwekking , hitte , ultraviolet licht , en fotokatalytisch titaniumoxide .

De machine heeft een kamer die groot genoeg is om verschillende kledingstukken te bevatten en te schudden, evenals een zelfdichtende deur voor het inbrengen en verwijderen van de kleding. Het roeren en verwijderen van deeltjes en vluchtige stoffen in de kleding wordt gedaan door een luchtstroom en een soort roerwerkmechanisme, mogelijk door het draaien van de kamer en / of wisselende luchtstroom- en / of klopperpanelen voor de nul-g-omgeving. Roeren in 1 g kan worden gedaan met tuimelen. Een van de belangrijkste doelen van de luchtstroom is om deeltjes uit de kleding te verwijderen en deze af te zetten in een filter waar de deeltjes aan het einde van de cyclus uit het filter kunnen worden verwijderd. Deze luchtstroom kan ook ozon in de kamer topenetraat in de kleding voeren om bacteriën te doden en geurende eiwitten of andere organische stoffen af ​​te breken. De kamer kan ook een ultraviolette lichtbron bevatten om de bewegende kleding bloot te stellen aan bacteriedodende golflengten van licht.

Deze lichtbron kan ook fotokatalytisch materiaal zoals titanium blootstellen oxide, ingebed gecoat aan de binnenkant van de kamerwanden of op agitatiemechanismen, tot energieën die hydroxylionen uit de kamervochtigheid produceren om te helpen bij het verwijderen van organische verbindingen uit de stof .

Warmte kan in de kledingkamer worden gebracht door de luchtstroom te verwarmen of door de kledingkamer direct te verwarmen met behulp van elektrische verwarmingsstrips op de kamerwanden. De hitte zou helpen bij het doden van bacteriën, het afbreken van eiwitten en het verdampen van vluchtige stoffen uit de kleding. De luchtstroom voor dit systeem kan volledig worden teruggevoerd door het systeem of kan worden afgevoerd, afhankelijk van de behoeften van de omgeving van de kledingreiniger. Luchtstroom, ozon, UV-licht en de warmte kunnen onafhankelijk worden geregeld, zodat ze allemaal kunnen worden in- of uitgeschakeld zonder de andere te beïnvloeden, afhankelijk van de behoeften van het specifieke type kleding of verschillende soorten vuil op de kleding.

Dit werk werd gedaan door Glenn Johnson en Shane Ganske van United Space Alliance voor Johnson Space Center.


Een kleine bibliografie over het onderwerp:

  • Colombo, Gerald V .; Putnam, David F .; Lunsford, Teddie D .; Streech, Neil D .; Wheeler, Richard R., Jr .; Reimers, Harold. Eenfasige ontwikkeling van ruimtewasserij. SAE-PAPIER 932092. 1993.

  • Wasstudie voor een Lunar Outpost. Ewert, Michael; Jeng, Frank. JSC-17326. 2009. ( A design tradeoff study! )

  • Next Generation Life Support Project: Development of Advanced Technologies for Human Exploration Missions. Daniel J. Barta. JSC-CN-26608. 2012. (Status van alternatieve waterverwerker om onder meer wasafvalwater te behandelen).


Break-even point

Ewert, Michael K .; Broyan, James Lee, Jr. Analyse van de voordelen van de missie van logistiekreductietechnologieën. JSC-CN-28324. 2013.

In het basismodel werd geen kledingwassysteem aangenomen, omdat een missie van een jaar waarschijnlijk niet lang genoeg is om de voordelen van wasgoed aanzienlijk te overtreffen .

(Wat niet betekent dat ik het met hen eens ben.)

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

Goede vraag, en dit is niet echt een antwoord op je vraag, ik weet het, maar het is te lang voor een opmerking. Mijn reactie op het lezen was (misschien vreemd) om me af te vragen of zelfs maar kleding in de ruimte nodig is.

Het lijkt me dat we op aarde kleding dragen om een ​​aantal redenen (sommige praktisch, andere meer cultureel en traditioneel dan welke puur objectieve, rationele reden dan ook):

  1. om onze kwetsbare lichamen te beschermen tegen weer (in de ruimte, afgezien van EVA, zouden we in staat moeten zijn om het weer absoluut onder controle te houden om het geschikt te maken voor welke behoeften of voorkeuren we ook hebben)
  2. om onze kwetsbare lichamen te beschermen tegen het verstrikt raken in gevaarlijke machines (kleding zou waarschijnlijk om deze reden in de ruimte nodig zijn, net als op aarde, maar als dit de alleen om kleding in de ruimte te dragen, dan lijkt het mij dat we in staat zouden zijn om met een minimum aan kleding te doen - misschien een spandex short voor mannen en een sjaal van een soort voor iedereen met lang haar - en zo de behoefte aan ze wassen)
  3. om onze bescheidenheid te beschermen (dit lijkt strikt cultureel te zijn door verschillende aardgebonden culturen zoals de Zo'é-mensen hebben bijna geen kleding meer; wij mensen hebben laten zien dat we een van de meest flexibele soorten op aarde zijn, dus het lijkt erop dat we ons ook wat betreft kleding aan de ruimte moeten kunnen aanpassen.
  4. Decoratief (zie bescheidenheid)

Als de technische uitdagingen van het wassen van kleding in de ruimte erg veeleisend zijn, dan zouden we misschien serieus moeten overwegen om een ​​ruimtevaartcultuur te creëren die weinig of geen behoefte heeft aan kleding voor auto's. Kleding voor extra voertuigen zou uiteraard nog steeds nodig zijn, maar het hoge risico van EVA lijkt een sterke rechtvaardiging te vormen om deze te minimaliseren, waardoor de noodzaak om kleding in de ruimte te wassen verder wordt geminimaliseerd.

Nogmaals, een grote vraag; zeer tot nadenken stemmend.

Een leuke en geheel onverwachte aanpak van de vraag. Opgestemd vanwege de pure nieuwigheid (zelfs als doorgaan zonder kleding niet strikt praktisch is).
Waarom kleding belangrijk is: bemanningen van gemengd geslacht; privacy van bepaalde fysiologische verschijnselen; medische privacy; het beschermen tegen koude kou van een dun blikje dat een ruimtevaartuig wordt genoemd; opname van zweet tijdens inspanning en onderhoudswerkzaamheden.
opname van zweet: maar veel gemakkelijker om het zweet van ons lichaam te wassen dan onze kleren, niet?
(Zweet kan op hardware druppelen.) En toch leidt dit ons naar een ander favoriet onderwerp van mij: een echte douche in de ruimte. Natte sponzen kunnen niet tippen aan douches wat betreft reinigende en verkwikkende functies. Wanneer je de uitgestrekte ruimte oversteekt in een kleine afgesloten boot, beginnen de lichaamsgeuren van anderen je zintuigen te beledigen. Schone, nette kleding en een schoon lichaam zijn grote hulp bij het in stand houden van het moreel en de efficiëntie van een bemanning.
Enkele goede punten, @DeerHunter, maar nogmaals, zonder zwaartekracht, waarom zou zweet overal "druppelen" (tong slechts gedeeltelijk in de wang). Aan de andere kant, wie zegt dat het geen zwaartekracht zou zijn, toch? We kunnen altijd kunstmatige zwaartekracht opleggen door te spinnen.
@CopyrightX - uitgaande van functionerende omgevingscontroles, zijn activiteiten die zwaar genoeg zijn om zweet te veroorzaken, activiteiten die krachtig genoeg zijn om druppels weg te gooien. Zelfs het voorzichtig uitwringen van een washandje was voldoende om een ​​paar verdwaalde druppels weg te jagen. De meeste elektronica zal niet veel worden aangetast, maar de bacteriën zullen groeien en geur en sommige schadelijke chemicaliën produceren als zweet zich ophoopt (net zoals een gedragen shirt uit de trainingsperiode een stank ophoopt als het nog steeds vochtig is van zweet gedurende 3 uur in je lichaam). sportschool locker ...
Zelfs als u problemen kunt overwinnen zoals bescheidenheid, temperatuurbeheersing en bescherming van de drager tegen gevaren, kan ik me voorstellen dat kleding een belangrijke rol speelt bij het opvangen van door de drager uitgestoten materiaal dat zich kan ophopen en uiteindelijk de werking van verschillende systemen kan verstoren (bijv. afgestoten dode huid die in elektrische contacten komt). Als ik me niet vergis, lijkt de ruimtebemanning over het algemeen de meeste van hun lichamen het grootste deel van de tijd te hebben bedekt, waarbij alleen hoofd en handen zichtbaar zijn. Het lijkt erop dat gekleed blijven en het wasprobleem oplossen belangrijke technische voordelen kan hebben.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...