Warum die Abfallprodukte CO2CO2CO_2 und H2H2H_2 in den Weltraum auf der ISS entlüften?

Zusätzliche Komplexität ist nie willkommen in einer Situation, in der Leben auf dem Spiel stehen und Hilfe keinen Anruf entfernt ist. Es gab eine Reihe von Ammoniak-bezogenen Ereignissen, und diese traten in Systemen auf, die theoretisch viel zuverlässiger und besser charakterisiert sein sollten als ein neues CO ₂ - oder H ₂ -Speichersystem. Wenn Sie frühere und gegenwärtige ISS-Astronauten befragen würden – im Grunde jeder, der lange und gründlich über die Unmittelbarkeit der Auswirkungen von Technologien auf das Leben nachdenken musste, würde ich sagen, dass die meisten Daumen nach unten geben würden, weil sie ein „zusätzliches“ giftiges Gas und explosives Gas in der Nähe haben. nur für den Fall, dass es eines Tages nützlich sein könnte."

WASSERSTOFF

Um eine sinnvoll große Menge Wasserstoff zu halten, müsste man ihn verflüssigen. Ein Wasserstoffkühlschrank kann am Ende etwas komplex werden und bewegliche Teile haben und Vibrationen erzeugen. Ein kryogener Kühlschrank ist in einem Raumfahrzeug keine Seltenheit (Infrarotdetektoren müssen oft gekühlt werden). LH ₂ muss wirklich sehr kalt sein, um es ohne Hochdrucktank (= gefährlich und schwer) zu lagern, ungefähr 20 K.

Sie haben auf jeder Umlaufbahn 35-45 Minuten relativ gute Exposition gegenüber der Kälte des Weltraums. Alles, was Sie tun müssten, ist eine neue Art von passiver Kühltechnologie zu erfinden, die sich diese Vorteile zunutze machen könnte, indem Sie eine Art Tür verwenden, die sich öffnet und schließt, und sie dann vom Rest der Station isolieren und für die fast 1,5 Kilowatt Sonnenlicht pro Quadratmeter die anderen 45 Minuten jeder Umlaufbahn, dann reparieren Sie es jedes Mal, wenn es bricht.

Die lange Aufbewahrung von Wasserstoff hat Probleme mit der Versprödung verschiedener Metalle und kann zu Ausfällen führen.

Laut Hydrogen Safety kann Wasserstoff explosiv sein und Konzentrationen von nur 4 % bis zu 75 % in der Luft sind brennbar. Ein winziger, energiearmer Funke aus einer statischen Entladung kann es entzünden – es wird etwa zehnmal weniger Energie benötigt als für ein explosives Benzin-Luft-Gemisch. Wasserstoffflammen sind für den Menschen nahezu unsichtbar (es gibt UV, also gibt es darauf basierende Wasserstoffflammendetektoren).

Bei der Beantwortung dieser Frage wird gegen die Speicherung von Wasserstoff als Treibmittel argumentiert .

Wasserstoff kann durch viele Materialien diffundieren und manche auch angreifen. Elon Musk sagt, es sei „ schädlich “ (10:20 bis 12:40 Uhr für die gesamte Diskussion über wasserstoffbetriebene Autos).

Die Verwendung von LH ₂ für regelmäßige Verbrennungen, um die ISS-Höhe aufrechtzuerhalten, würde das Hinzufügen eines neuen Triebwerkssatzes zur ISS oder das Übertragen des Wasserstoffs (und LOX von irgendwoher) in ein angedocktes Raumschiff erfordern, das betankt werden könnte.

Apropos LOX – auf der ISS gibt es keine. In dieser Antwort wird erklärt, dass Sauerstoff in gasförmiger Form mit sehr hohem Druck zur ISS gebracht und als Hochdruckgas gespeichert wird. Um einen signifikanten Schub zu entwickeln, ist es normalerweise notwendig, Sauerstoff und Wasserstoff in flüssiger Form zuzuführen, um genügend Masse pro Sekunde in ein ausreichend kleines Reaktionsvolumen zu bringen. Daher wäre auch ein System zur Herstellung und Speicherung von LOX erforderlich.

KOHLENDIOXID

CO _{2 ist giftig, und selbst wenn es Sie nicht sofort umbringt, kann der Hustenreflex, den es auslöst, den Umgang mit einem CO 2} -Leck-Notfall erschweren (bis Sie ein Atemgerät bekommen). Es kann bei relativ niedrigem Druck und nicht so kalter Temperatur gelagert werden, wenn es zu einem Feststoff (Trockeneis) reduziert wird, wie im Phasendiagramm unten zu sehen ist.

Es ist schwer vorstellbar, wie es nützlich sein könnte, es sei denn, Sie bauen so viele Pflanzen an, dass sie das gesamte von Menschen produzierte CO ₂ verbrauchen. Wenn jedoch alle gehen und sich Roboter um die Pflanzen kümmern , kann ein bisschen mehr CO ₂ hilfreich sein – je nachdem, was die Roboter mit den Pflanzen nach der Ernte machen.

Es ist eine interessante – wenn auch akademische – Frage; könnte Abfall-CO ₂ gekühlt werden, indem es dem Weltraum ausgesetzt wird, um Trockeneis zu bilden, und dann als potenzieller Treibstoff für einen VASIMR oder einen anderen Ionenmotor zum Beibehalten der Höhe gespeichert werden. Während es als Gas ein schweres Molekül ist, kann es in einem Ionenmotor ein Alptraum sein. Ich denke, Kohlenstoff wäre das Letzte, was Sie in einem wartungsfreien System mit vielen Hochspannungen wollen, und es kann schwierig sein, die Ionisierung zu ionisieren und die Ionisierung aufrechtzuerhalten, da Sie wahrscheinlich sowohl positive als auch negative Ionen haben würden, die verzweifelt darum kämpfen, sich zu rekombinieren miteinander, und die Hälfte von ihnen würde sich am Ende in die falsche Richtung bewegen und weiteren Ärger verursachen.

FAZIT:

Diese Gase haben möglicherweise keinen praktischen Nutzen, insbesondere ohne neuartige Technologien und mehr Masse. Sie stellen jedoch mehrere unmittelbare und kontinuierliche Risiken für die Sicherheit der Besatzung dar.

Oben: Phasendiagramm von CO ₂ von hier .