Wie haben Raumanzüge die von Astronauten abgeführte Wärme abgeführt?

Ich habe nie darüber nachgedacht, bis ich die Kommentare unter dieser Antwort gelesen habe . Um so etwas wie 150 W abzustrahlen (eine sehr konservative Untergrenze der Wärmeerzeugung von Mensch + Anzug-Systemen - siehe @Uwes Kommentar unten), müsste ein Heizkörper meiner Meinung nach auffällig sichtbar sein, oder? Ich kann mich jedoch nicht erinnern, Kühlrippen gesehen zu haben, die aus den Rucksäcken der Astronauten ragten, während sie auf dem Mond gingen oder ISS-Wartungsarbeiten durchführten. Tatsächlich denke ich, dass alles rundherum ziemlich weiß war / ist - was die Erwärmung durch die Sonne minimiert, aber aus im Wesentlichen demselben Grund nicht effizient strahlt.

Wie wird die Wärme eigentlich abgeführt?

Hinweis: Siehe Antwort - die Gesamtwärme ist wahrscheinlich viel größer als die 150 W, die ich hier erwähne.

Relevant auf Youtube: youtube.com/watch?v=fJbztthNrVQ
@MichaelKjörling Ich genieße es jetzt - danke für den Link!
@MichaelKjörling das Filmmaterial am Ende ist großartig!
Freut mich, dass es dir gefallen hat @uhoh.
150 W reichen für einen Astronauten im Ruhezustand und für die Wärmeerzeugung des Anzugsystems. Aber ein arbeitender Astronaut, der 150 W mechanische Arbeit leistet, erzeugt etwa 450 W Wärme. Ein Anzug mit genügend Reserven für harte Arbeit sollte bis zu 1 KW Wärme abstrahlen.
@Uwe Danke für die Info. Das war eine niedrige Zahl, und selbst bei dieser Leistung wäre ein nützlicher Kühler auffällig groß und sichtbar. Meine Art zu schließen, dass es einen anderen Mechanismus geben müsste, den ich mir nicht vorstellen konnte. Sicher genug, ich hätte nicht vermutet, dass Raumanzüge ständig "verbrauchbares Wasser" als Dampf in den Weltraum abgeben. Ich werde die Formulierung etwas anpassen. Hatten Sie die Gelegenheit, diese Frage zur Verwendung von "verbrauchbarem Wasser" durch Anzüge auf dem Mars zu sehen?
Heizkörper, die bei moderaten Temperaturen betrieben werden, haben nicht unbedingt eine dunkle Farbe. Sie können im sichtbaren Band reflektierend (weiß) sein, aber in den mittelwelligen und langwelligen IR-Bändern (wo die meiste Strahlung stattfindet) einen hohen Emissionsgrad (dunkel) haben.

Antworten (1)

Für Apollo verwendeten Raumanzüge das primäre/tragbare/persönliche Lebenserhaltungssystem während EVAs.

Dies ist ein Schema des PLSS:

PLSS zeigt einen Sublimator, der Dampf in das Vakuum des Weltraums ablässt

Das PLSS verwendete Sublimationskühlung . Wasser wurde über einen Wärmetauscher geleitet, das erhitzte Wasser wurde dann in das Vakuum des Weltraums entlüftet, wo es sublimieren würde.

Der aktuelle Shuttle/ISS EMU - Anzug verwendet das gleiche Prinzip:

Der Hauptzweck der Wassertanks besteht darin, den Sublimator mit Wasser zu versorgen. Der Sublimator arbeitet nach dem Prinzip der Sublimation, d. h. dem Prozess, bei dem ein Feststoff unter Umgehung der flüssigen Phase direkt in Dampf übergeht. In diesem Fall bildet sich Eis auf dem Verdampfersieb des Sublimators und kann in den Weltraum verdampfen, wodurch Wärme abgeführt wird. Luft und Kühlwasser werden durch Rippen in den Sublimator geleitet, der jedem System Wärme entzieht.

Wow, das is klasse! Grob gesagt ist es die spezifische Wärme und dann die Verdampfungswärme von Wasser, die den letzten Schritt in der Kette darstellt. Es braucht viel Arbeit, um all diese klebrigen, polaren Wassermoleküle auseinander zu ziehen. Das PDF nennt eine „Stoffwechselrate“ von 1600 bis 2000 BTU/Stunde, was etwa 470 bis 580 Watt entspricht. Ich vermute , das meiste davon ist eigentlich alles andere als die Stoffwechselrate - Wärmeleckage sowie Wärme aus allen Systemen innerhalb des Pakets. Wird bei Weltraumspaziergängen auf der ISS immer noch Wassersublimationskühlung verwendet?
Moderne Anzüge verwenden einen separaten Wickelkreis: en.wikipedia.org/wiki/…
@SAnderka das ist unglaublich! OK, es ist also wirklich eine direkte Eis-zu-Gas-Sublimation, die den größten Teil der Wärme entfernt. Ich finde den passiven Melt-Flow-Freeze-Sublimate-Betrieb faszinierend!
In dem von SAnderka erwähnten Wikipedia-Artikel findet sich ein Beispiel von Apollo 12, der Anzug verbrauchte 894,4 BTU/Stunde, also 262 W. Das ist ein Mittelwert für eine EVA von 3 Stunden und 44 Minuten.
FWIW, das gleiche Sublimationsprinzip wurde auch in der Saturn V-Instrumenteneinheit (Ring) verwendet, um die gesamte Ausrüstung zu kühlen. Siehe en.wikipedia.org/wiki/…
Wie haben Raumanzüge die von Astronauten abgeführte Wärme abgeführt?
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