Gegenwärtige Raumanzüge tragen Sauerstoffflaschen für Sauerstoff und eine Art nicht regenerierbarer Kohlendioxidwäscher zum Entfernen von Kohlendioxid. Das bedeutet natürlich, dass ein Raumanzug nur für eine sehr begrenzte Zeit lebenserhaltend wirken kann.
Etwa 30 Liter Algen und Wasser können dem Menschen genug Sauerstoff zum Atmen liefern und die entsprechende Menge Kohlendioxid entfernen. Dies wurde zuerst von Shepelev und dann von vielen anderen experimentell verifiziert. In einigen Experimenten wurde diese Alge jedoch über 8 m 2 verteilt .
Meine Frage ist also: Wäre es (theoretisch) möglich, einen Anzug zu bauen, der Algen als regenerative Lebenserhaltung nutzt?
Das einzige kritische Problem ist die Wärmeableitung.
Stellen Sie sich Komponenten eines solchen Raumanzugs vor.
8m^2 unter Nutzung von Sonnenlicht ist viel zu unhandlich zum Herumtragen. Das muss deutlich kompakter werden.
30l ist schlecht, aber nicht sehr schlecht. Es kann auf eine Weise durchgeführt werden, die in der Mikrogravitation nützlich wäre. Stellen Sie sich mehrere dünne Module vor, die aus befeuchteten Algen bestehen, die zwischen Schichten dünner LED-Wachstumslichter verkrustet sind. Ein aktives Pumpsystem (sorry, keine Gravitationsblasentrennung in Mikrogravitation) mit Wasserrückgewinnung/Wiedereinführung, eine gute RTG-Batterie, um es mit Strom zu versorgen, zusätzliche Filter für Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen. Alles funktioniert ... bis auf die Hitze.
Die Sonneneinstrahlung auf der Erde in einem gemäßigten Klima bei vernünftigem, aber nicht ausgezeichnetem Wetter würde in der Größenordnung von 200-300 W pro m² liegen. Also 1000-1500W. Effizienz - gehen wir mal sehr großzügig von 10% aus (normalerweise 3-7%). Allein der RTG erzeugt also mindestens 9kW Wärme. Selbst wenn wir verschiedene Stromquellen verwenden, haben wir immer noch 1-1,5 kW für Wachstumslampen, und das beinhaltet immer noch nicht das Pumpen, alle aktiven Thermoregulationssysteme, das Mischen usw. Der Raumanzug ist ein Ofen, der einfach riesige Heizkörper erfordern würde - etwas viel zu unhandlich als tragbare Einheit zu verwenden.
Ich konnte sehen, dass ein solches System sogar mit sehr kleinen Raumfahrzeugen verwendet wurde. Ich könnte mir vorstellen, dass es auf einer Raumstation mit nicht autonomen Raumanzügen verwendet wird, die mit Luftschläuchen verbunden sind. Aber die benötigte Wärmeableitung passt einfach nicht in das Volumen eines praktischen Raumanzugs.
Raumanzüge verwenden Rebreather-Technologie. Die ausgeatmete Luft wird durch CO2-Wäscher geleitet und dann auf den Sauerstoffgehalt gemessen. Sauerstoff aus einer Quelle mit 100 % Sauerstoff wird dem Luftstrom hinzugefügt, um ihn wieder auf den Normalwert zu bringen.
Die ausgeatmete Luft enthält noch Sauerstoff, sodass der Luftstrom nur noch „aufgefüllt“ werden muss.
Es steckt noch mehr dahinter – das Lüftungssystem entfernt auch überschüssige Feuchtigkeit, Gerüche und andere mögliche Verunreinigungen. Aus der Feuchtigkeit kondensiertes Wasser gelangt in eine Aufbewahrungstasche, aus der der Astronaut schöpfen kann. Es gibt ein sekundäres O2-System für den Fall, dass das Hauptlebenserhaltungssystem ausfällt. Es ist gut für mindestens 30 Minuten, je nach Design. Das ist kaum genug Zeit, um jemanden zurück in die ISS-Atmosphäre zu bringen. Die separate Verwendung eines Algensystems zur Erzeugung des in den Raumanzügen verwendeten Sauerstoffs wäre zwar machbar, würde aber zumindest die Komplexität des Luftbehandlungssystems in einem Raumanzug stark erhöhen und es viel anfälliger für katastrophale Ausfälle machen.
Howard Miller