Welches Maß an Schutz ist für Weltraumwanderer erforderlich?

Ein Zeitungsartikel vom September 1995 besagt, dass die Astronauten, selbst wenn sie versuchten zu frieren, sich im Schatten des Shuttles draußen im Vakuum des Weltraums immer noch warm und wohl fühlten.

Aber zur Freude der NASA hielten sich die beiden Weltraumastronauten von Endeavour am Samstag dank neuer beheizbarer Handschuhe, Thermosocken, Innenschuhen und warmer langer Unterwäsche warm.

In diesem Szenario dauerte der Weltraumspaziergang bei Temperaturen von bis zu -120 oder -130 Grad Fahrenheit mindestens eine Stunde.

Das hielt sie trotzdem warm

die Spacewalker blieben bewegungslos auf dem Roboterarm, um zu frieren

Obwohl dies anscheinend keine Wirkung hatte, da an einem Punkt einer der Raumwanderer

musste die Fingerkuppenheizungen in seinen Handschuhen ausschalten

Diese Informationen sind wahrscheinlich ziemlich alt, da dies vor etwa 18-19 Jahren geschah und die Technologie wahrscheinlich fortgeschritten ist. Obwohl ich mir vorstelle, dass die Grundlagen die gleichen wären, da es relativ einfach erscheint, die Wärme aufrechtzuerhalten.

Auf der Vorderseite des Strahlenschutzes bei Weltraumspaziergängen scheint es außer dem Anzug keinen zu geben!

Diese Website spricht über die Pläne, die EVARM-Abzeichen an verschiedenen Teilen des Raumanzugs anzubringen, um eine Messung der Strahlenbelastung zu ermöglichen, um festzustellen, ob weiterer Schutz erforderlich ist.

Eigentlich, ich habe eine kleine Lüge erzählt, gibt es eine andere Form des Schutzes vor Strahlung als den Raumanzug. Zeitliche Koordinierung. Ähnlich wie bei Starts überwacht die NASA die Sonne auf Sonneneruptionen und stellt im Allgemeinen sicher, dass keine Astronauten in der Nähe sind, wenn einer startet. Sicherzustellen, dass sie nur dann in den Weltraum geschickt werden, wenn die Strahlung am niedrigsten ist, bietet derzeit eine der höchsten Formen des Schutzes.

Dieser HowStuffWorks-Artikel über Raumanzüge stammt aus einer hoffentlich neueren, wenn auch vielleicht nicht ganz zuverlässigen Quelle .

Es gibt einen Abschnitt über Temperaturkontrolle, in dem es darum geht, wie die Stoffe des Raumanzugs geschichtet werden, um sicherzustellen, dass so viel Wärme wie möglich zurückgehalten wird. Es bringt auch den interessanten Punkt der Wärmeableitung zur Sprache, Wärme baut sich scheinbar leicht auf und wenn sie gelegentlich nicht freigesetzt wird, riskiert der Astronaut eine Austrocknung und ein beschlagenes Visier durch Schweiß.

Kühlsysteme reichen von Lüftern, die Luft blasen, bis hin zu wassergekühlten Systemen, um Wärme abzuführen.

Derselbe Artikel gibt uns auch ein wenig mehr Einblick darüber, wie sie vor Strahlung geschützt werden. Es zeigt, dass der Raumanzug reflektierend ist, um die Strahlungsmenge gezielt zu reduzieren. Es stimmt mit meinem vorherigen Punkt über geplante Weltraumspaziergänge überein, um Sonneneruptionen zu vermeiden. Nur in einem Raumanzug von einer Sonneneruption erwischt zu werden, wäre ungefähr so ​​​​effektiv wie der Versuch, mit Alufolie und Blättern auf der Sonne zu laufen.

EVA-Anzüge müssen die folgenden Anforderungen erfüllen:

• Ein stabiler Innendruck. Dies kann weniger als die Erdatmosphäre sein, da der Raumanzug normalerweise keinen Stickstoff (der etwa 78 % der Erdatmosphäre ausmacht und vom Körper nicht verwendet wird) transportieren muss. Ein niedrigerer Druck ermöglicht eine größere Mobilität, erfordert jedoch, dass der Anzuginsasse eine Zeit lang reinen Sauerstoff atmet, bevor er in diesen niedrigeren Druck übergeht, um eine Dekompressionskrankheit zu vermeiden.

• Mobilität. Der Bewegung wird typischerweise durch den Druck des Anzugs entgegengewirkt; Mobilität wird durch sorgfältiges Gelenkdesign erreicht. Siehe den Abschnitt Theorien zum Design von Raumanzügen.

• Zufuhr von atembarem Sauerstoff und Ausscheidung von Kohlendioxid; diese Gase werden mit dem Raumfahrzeug oder einem Primary Life Support System (PLSS) ausgetauscht

• Temperaturregelung. Anders als auf der Erde, wo Wärme durch Konvektion an die Atmosphäre übertragen werden kann, kann Wärme im Weltraum nur durch Wärmestrahlung oder durch Wärmeleitung an Objekte verloren gehen, die in physischem Kontakt mit der Außenseite des Anzugs stehen. Da die Temperatur an der Außenseite des Anzugs stark zwischen Sonnenlicht und Schatten variiert, ist der Anzug stark isoliert und die Lufttemperatur wird auf einem angenehmen Niveau gehalten.

• Ein Kommunikationssystem mit externer elektrischer Verbindung zum Raumfahrzeug oder PLSS

• Mittel zum Sammeln und Aufbewahren von festen und flüssigen Körperausscheidungen (z. B. Kleidungsstücke mit maximaler Saugfähigkeit )

• Fortgeschrittene Anzüge regulieren die Temperatur des Astronauten besser mit einem Liquid Cooling and Ventilation Garment (LCVG) in Kontakt mit der Haut des Astronauten, von dem die Wärme durch einen externen Kühler im PLSS in den Weltraum abgegeben wird.

• Abschirmung gegen ultraviolette Strahlung

• Begrenzte Abschirmung gegen Partikelstrahlung

• Mittel zum Manövrieren, Andocken, Freigeben und/oder Anbinden an ein Raumfahrzeug

• Schutz vor kleinen Mikrometeoroiden, von denen einige mit bis zu 27.000 Stundenkilometern unterwegs sind, bietet ein durchstichfestes Thermal Micrometeoroid Garment , das die äußerste Schicht des Anzugs darstellt. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die größte Wahrscheinlichkeit einer Exposition in der Nähe des Gravitationsfeldes eines Mondes oder Planeten auftritt, daher wurden diese zuerst bei den Apollo-Mond-EVA-Anzügen eingesetzt.

Zu deiner Frage speziell:

Welche Bestandteile der kosmischen Strahlung sind gefährlich? Welche Art von Schutz wird verwendet, um sich sowohl vor diesen als auch vor den Temperaturproblemen zu schützen?

Strahlung: Hochenergetische Partikel zerstören organische Materie auf grundlegender Ebene, brechen DNA-Ketten und töten Gewebe. Die Exposition erhöht das Risiko erheblich, dass die exponierte Person im Laufe ihres Lebens irgendeine Form von Krebs entwickelt. Um die Exposition zu verringern, positionieren sie das Fahrzeug manchmal so, dass es als zusätzliche Abschirmung gegen Exposition verwendet wird.

Trotz beträchtlicher Bemühungen müssen die Krebs- und Toxizitätsrisiken noch quantifiziert werden: 1) die Art und Häufigkeit sekundärer Schwerionen müssen besser charakterisiert werden, um ihren Beitrag zur Dosis und zur endgültigen biologischen Reaktion abzuschätzen; 2) Die Vielfalt der Strahlengeschichte jedes Astronauten und die Auswirkungen der individuellen Anfälligkeit erschweren jede epidemiologische Analyse zur Abschätzung von Gefahren, die speziell auf die Strahlenexposition im Weltraum zurückzuführen sind. 3) Zytogenetische Daten zeigten zweifellos, dass die Strahlenexposition im Weltraum zu erheblichen Schäden in den Zellen führt. Unser Wissen über die grundlegenden Mechanismen, die für niedrige Dosen, wiederholte Dosen und adaptive Reaktionen spezifisch sind, ist jedoch noch gering. Die Anwendung neuer strahlenbiologischer Techniken wie Immunfluoreszenz und die Verwendung von menschlichen Gewebemodellen, die sich von Blut unterscheiden, wie Hautfibroblasten, können bei der Klärung aller oben genannten Punkte helfen. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21436608 )

Eine Reihe von Parametern beeinflussen die Strahlenbelastung der Astronauten . Zu diesen Parametern gehören die Struktur des Raumfahrzeugs, die zum Bau des Fahrzeugs verwendeten Materialien, die Höhe und Neigung des Raumfahrzeugs, der Status der Elektronengürtel der äußeren Zone, der interplanetare Protonenfluss, die Bedingungen des Erdmagnetfelds, die Position des Sonnenzyklus und die EVA-Startzeit und Dauer.

Eine NASA-Studie ergab:

Die Ergebnisse von EVARM haben gezeigt, dass die EVA-Dosen gegenüber denen innerhalb der ISS erhöht sind, jedoch nicht signifikant. Außerdem wurden in diesem Zeitraum Dosen während einer Zeit erhöhter geomagnetischer Aktivität (Oktober/November 2002) aufgezeichnet. Es wurde festgestellt, dass während dieses Ereignisses die Dosen für EVA-Teilnehmer aufgrund erhöhter Elektronenkonzentrationen in der Erdumlaufbahn erhöht waren. Diese Elektronen werden leicht durch Raumfahrzeugmaterialien abgeschirmt und daher nicht innerhalb der ISS gemessen. Glücklicherweise kann die richtige Positionierung des Raumfahrzeugs das bei EVA-Missionen angetroffene Strahlungsfeld drastisch reduzieren.

Temperatur: Schutzbedarf hier ist ziemlich selbsterklärend. Anzug für ISS - Low Earth Orbit (LEO), deckt normalerweise -250 ° F bis +250 ° F zum Schutz von Menschen ab. Dies wird durch das Flüssigkeitskühlungs- und Belüftungssystem erreicht .