Atmosphäre im Apollo-Anzug vor dem Start?

tl; dr In der Aufstiegskonfiguration wurden die Anzüge mit reinem Sauerstoff auf etwas über dem Kabinendruck unter Druck gesetzt. Während des Aufstiegs fiel der Kabinendruck von ~ Meeresspiegeldruck auf ~ 6 psia. Das Druckkontrollsystem des Anzugs ließ Gas ab, um den gleichen leichten Überdruck aufrechtzuerhalten.

Bevor die Anzüge versiegelt wurden, führte die Besatzung eine „Voratmung“ durch, um Stickstoff aus ihren Körpern zu spülen. Als die Besatzung vor dem Start im Anzuglabor angezogen wurde, waren ihre Anzüge mit 100 % Sauerstoff gefüllt.

Die handgetragenen „Beatmungsgeräte“ hielten auf dem Weg vom Anzuglabor zur Kapsel einen Überdruck von ~0,4 psi in den Anzügen aufrecht. ( Quelle )

(Ab hier abgeschnitten und kommentiert )

In der Kapsel wurde der Druck im Pressure Suit Circuit (PSC) durch den O2-Bedarfsregler auf etwas über dem Kabinendruck (+0,07 psi) geregelt.

Bevor die Luke geschlossen wurde, herrschte in der Kabine Luft auf Meereshöhe. Nachdem die Besatzung „installiert“ und die Luke geschlossen war, wurde die Kabine leicht über dem Umgebungsdruck gehalten. Die Besatzung war geeignet und atmete reinen Sauerstoff, der Strom in das PSC wurde so eingestellt, dass ein leichter Überdruck über dem Kabinendruck aufrechterhalten wurde, sodass der Strom nur aus dem Anzugkreislauf in die Kabine fließen würde.

Als der Umgebungsdruck während des Steigflugs unter 6 psia sank, öffnete sich das Überdruckventil der Kabine und die Kabinenatmosphäre begann herauszuströmen. Der PSC wurde entlüftet, um den leichten Überdruck durch ein Ventil im O2-Bedarfsregler aufrechtzuerhalten.

Das gesamte Make-up-Gas der Kabinenatmosphäre war reiner Sauerstoff, so dass, nachdem der größte Teil der Atmosphäre auf Meereshöhe während des Aufstiegs abgelassen wurde, die Kabinenatmosphäre mehr und mehr in Richtung reinen Sauerstoffs tendieren würde. Schließlich wären es ~5 psi reiner Sauerstoff + metabolische Verunreinigungen.

Helme und Handschuhe wurden ~ 15 Minuten nach dem Start entfernt.

Dieses Umweltsystem-Schema ist immer noch beschäftigt, aber es ist besser als das im Betriebshandbuch!

(Zeichnung aus Apollo ECLSS Experience Report )

Geeignet für absolute Drücke:

• Auf dem Weg vom Suit Lab zur Kapsel: Umgebungsdruck (~15 psi) + ~0,4 psi
• Beim Abheben: Umgebungsdruck + leichte Zunahme des Kabinendrucks + leichte Zunahme des PSC
• Nach dem Abblasen der Kabine während des Aufstiegs: Kabinendruck (~6 psia) + leichter PSC-Zuwachs

Quelle: Apollo Operations Handbuch

Einige Informationen aus dem Apollo 11 Nachflugbericht der Crew Systems Division

Die folgenden Antworten stammen aus dem Apollo Experience Report: Development of the Extravehicular Mobility Unit , NASA Tech Note D-8093.

1. Die Luft in den Anzügen bestand immer zu 100 % aus Sauerstoff. Ja, auch nach dem Brand von Apollo 1! Aufgrund der reinen Sauerstoffumgebung wurden den elektrischen Verbindungen im Anzug (nämlich der Snoopy-Kappe und den biomedizinischen Sensoren) strombegrenzende Widerstände hinzugefügt.

2. Das folgende Diagramm zeigt den Druck im Sauerstofftank, bevor er durch den Regler geht.

3. Die Sauerstoffzufuhr wurde auf 26 geregelt$\pm$1,7 kN/m$^2$(3.75$\pm$0,25 psi). Dies liegt nahe am Partialdruck von Sauerstoff in der Erdluft. Niedriger als das, und der Astronaut wird ohnmächtig; Höhere Werte können zu Lungenschäden führen. Die Durchflussrate ist so groß wie nötig, um diesen Druck aufrechtzuerhalten; Es gibt jedoch eine Warnleuchte, wenn der Durchfluss zu gering ist, und es gibt ein Sauerstoffspülsystem, das unabhängig vom Druck Sauerstoff liefern kann.

4. Somit betrug der Gesamtdruck im Anzug etwa 0,26 Atmosphären. Es wurde festgestellt, dass höhere Drücke dazu führen, dass der Anzug zu stark aufbläht und unflexibel wird. Somit war die Anzugsluft einfach der Sauerstoff, ohne Inertgas, um ihn auf 1 atm zu bringen.

5. Vor dem Start haben die Astronauten reinen Sauerstoff aus dem tragbaren Sauerstoffbeatmungsgerät, einem koffergroßen Gerät, vorgeatmet:

   Das tragbare Sauerstoffbeatmungsgerät (POV) von Apollo (Abb. 50) ist in erster Linie dafür ausgelegt, ein Besatzungsmitglied oder eine Testperson vor dem Start oder Höhentests in einem vorsauerstoffangereicherten Zustand zu halten. Aufgrund der damit verbundenen Dekompression muss Stickstoff aus dem Subjekt gespült werden, um die Biegungen zu vermeiden, und es ist zwingend erforderlich, dass das Subjekt vor der Dekompression mehrere Stunden lang in einer Umgebung mit 100 Prozent Sauerstoff gehalten wird. Das POV ist eine handgetragene, in sich geschlossene, lebenserhaltende Einheit, die diese Funktion erfüllen und gleichzeitig ein gewisses Maß an Kühlung bieten kann.

   [...]

   Die Bedienung des Gerätes ist relativ einfach. Das LOX bzw. die flüssige Luft wird in einem Dewargefäß gelagert. Ein Stauventil lässt etwas Flüssigkeit zum Sieden und hält den Druck bei 1034 bis 1103 kN/m$^2$(150 bis 160 psig). Das Öffnen des Versorgungsventils ermöglicht es diesem Druck, Flüssigkeit aus dem Boden des Dewar-Kolbens in einen Wärmetauscher zu drücken. Die Flüssigkeit siedet und nimmt Wärme in einer Reihe von Wärmetauschern auf. Ein Umschaltventil ändert den Durchfluss durch einen Wärmetauscher, um die Gastemperatur zu regulieren. Das Gas wird dann zur Diffusionspumpe geleitet und durch einen Ejektor in die Anzugschleife abgelassen. Nachdem das Gas am Ejektor eine hohe Geschwindigkeit erreicht hat, trifft es auf das Gas in der Anzugschleife und liefert die Kraft für einen Belüftungsstrom von mindestens 0,28 m3/min (10,0 scfm).

   (S. 66)