ISS ECLSS - ISS ECLSS

Um fluxograma mostrando os componentes do sistema de suporte de vida da ISS.  Veja o texto adjacente para detalhes.
As interações entre os componentes do Sistema de Controle Ambiental e Suporte à Vida (ECLSS) do ISS

O Sistema de Controle Ambiental e Suporte à Vida da Estação Espacial Internacional ( ECLSS ) é um sistema de suporte à vida que fornece ou controla a pressão atmosférica , detecção e supressão de incêndio, níveis de oxigênio, gerenciamento de resíduos e abastecimento de água. A maior prioridade para o ECLSS é a atmosfera da ISS, mas o sistema também coleta, processa e armazena resíduos e água produzidos e usados ​​pela tripulação - um processo que recicla fluido da pia, chuveiro, vaso sanitário e condensação do ar. O sistema Elektron a bordo do Zvezda e um sistema semelhante em Destiny geram oxigênio a bordo da estação. A tripulação tem uma opção de backup na forma de recipientes de oxigênio engarrafado e de geração de oxigênio de combustível sólido (SFOG). O dióxido de carbono é removido do ar pelo sistema Vozdukh russo em Zvezda, um Conjunto de Remoção de Dióxido de Carbono (CDRA) localizado no módulo do Laboratório dos EUA e um CDRA no módulo do Nó 3 dos EUA. Outros subprodutos do metabolismo humano, como o metano da flatulência e a amônia do suor, são removidos por filtros de carvão ativado ou pelo Trace Contaminant Control System (TCCS).

Sistemas de recuperação de água

O ISS possui dois sistemas de recuperação de água. O Zvezda contém um sistema de recuperação de água que processa o vapor d'água da atmosfera que poderia ser usado para beber em uma emergência, mas normalmente é alimentado para o sistema Elektron para produzir oxigênio . O segmento americano possui um Sistema de Recuperação de Água instalado durante o STS-126, que pode processar o vapor d'água coletado da atmosfera e a urina em água destinada à bebida. O Sistema de Recuperação de Água foi instalado inicialmente em Destiny em uma base temporária em novembro de 2008 e movido para Tranquilidade (Nodo 3) em fevereiro de 2010.

Os três racks ECLSS em exibição no Marshall Space Flight Center ECLSS Test Facility em 2012. Da esquerda para a direita, o Sistema de Recuperação de Água (Rack 1), WRS (Rack 2) e Sistema de Geração de Oxigênio.

O Sistema de Recuperação de Água consiste em um Conjunto Processador de Urina e um Conjunto Processador de Água, alojados em dois dos três racks ECLSS.

O conjunto do processador de urina usa um processo de destilação a vácuo de baixa pressão que usa uma centrífuga para compensar a falta de gravidade e, assim, ajudar na separação de líquidos e gases. O Conjunto Processador de Urina foi projetado para lidar com uma carga de 9 kg / dia, correspondendo às necessidades de uma equipe de 6 pessoas. Embora o projeto exigisse a recuperação de 85% do conteúdo de água, a experiência subsequente com precipitação de sulfato de cálcio (nas condições de queda livre presentes no ISS, os níveis de cálcio na urina são elevados devido à perda de densidade óssea) levou a uma revisão operacional nível de recuperação de 70% do conteúdo de água.

Água do conjunto do processador de urina e de fontes de água residual são combinados para alimentar o conjunto do processador de água que filtra gases e materiais sólidos antes de passar por leitos de filtro e, em seguida, um conjunto de reator catalítico de alta temperatura. A água é então testada por sensores a bordo e água inaceitável é reciclada de volta através do conjunto do processador de água.

O Volatile Removal Assembly voou no STS-89 em janeiro de 1998 para demonstrar o reator catalítico do Water Processor Assembly em microgravidade. Um experimento de voo de destilação por compressão de vapor voou, mas foi destruído, em STS-107 .

A montagem de destilação da Montagem do Processador de Urina falhou em 21 de novembro de 2008, um dia após a instalação inicial. Um dos três sensores de velocidade da centrífuga estava relatando velocidades anômalas e uma alta corrente do motor da centrífuga foi observada. Isso foi corrigido pela remontagem do conjunto de destilação sem vários isoladores de vibração de borracha. O conjunto de destilação falhou novamente em 28 de dezembro de 2008 devido à alta corrente do motor e foi substituído em 20 de março de 2009. Por fim, durante o teste pós-falha, um sensor de velocidade da centrífuga estava desalinhado e um rolamento do compressor falhou.

Atmosfera

Vários sistemas são usados ​​atualmente a bordo da ISS para manter a atmosfera da espaçonave, que é semelhante à da Terra . A pressão de ar normal no ISS é 101,3  kPa (14,7  psi ); o mesmo que ao nível do mar na Terra. “Embora os membros da tripulação da ISS possam se manter saudáveis ​​mesmo com a pressão em um nível mais baixo, o equipamento da Estação é muito sensível à pressão. Se a pressão cair muito, isso pode causar problemas com o equipamento da Estação”.

Sistema de revitalização de ar

Dióxido de carbono e traços de contaminantes são removidos pelo Sistema de Revitalização de Ar. Este é um rack da NASA, colocado em Tranquility , projetado para fornecer um Conjunto de Remoção de Dióxido de Carbono (CDRA), um Subconjunto de Controle de Contaminante de Traço (TCCS) para remover contaminação de traço perigoso da atmosfera e um Analisador de Constituinte Principal (MCA) para monitorar o nitrogênio , oxigênio , dióxido de carbono , metano , hidrogênio e vapor d'água . O sistema de revitalização de ar foi transportado para a estação a bordo do STS-128 e foi temporariamente instalado no módulo pressurizado do Japanese Experiment Module . O sistema foi programado para ser transferido para Tranquility após sua chegada e foi instalado durante a missão STS-130 do Ônibus Espacial Endeavour .

Sistema de geração de oxigênio

O Oxygen Generating System (OGS) é um rack da NASA projetado para eletrolisar a água do Sistema de Recuperação de Água para produzir oxigênio e hidrogênio. O oxigênio é distribuído para a atmosfera da cabine. A unidade é instalada no módulo Destiny . Durante uma das caminhadas espaciais conduzidas pelos astronautas STS-117 , uma válvula de ventilação de hidrogênio necessária para começar a usar o sistema foi instalada. O sistema foi entregue em 2006 pela STS-121 e tornou-se operacional em 12 de julho de 2007. A partir de 2001, o segmento orbital dos Estados Unidos usava oxigênio em um tanque de armazenamento pressurizado no módulo Quest Airlock ou do módulo de serviço russo. Antes da ativação do Sistema Sabatier em outubro de 2010, o hidrogênio e o dióxido de carbono extraídos da cabine eram liberados para o mar.

Em 2011, a agência de notícias americana CBS news and news magazine spaceflightnow relatou "O OGA nos últimos seis meses não tem funcionado bem porque a água que foi alimentada é um pouco ácida demais", disse o diretor de voo da estação, Chris Edelen. "Nos últimos meses, a tripulação da estação tem usado oxigênio trazido a bordo de uma espaçonave de abastecimento Progress, uma nave de carga europeia e o gerador de oxigênio Elektron russo enquanto espera a entrega do equipamento de reparo OGA. O OGA, como o Elektron , usa eletricidade para dividir as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio. "

O Advanced Closed Loop System (ACLS) é um rack ESA que converte dióxido de carbono em oxigênio e água. Isso é muito diferente do rack de geração de oxigênio da NASA, que depende de um suprimento constante de água da Terra para gerar oxigênio. Essa capacidade de produção de água poupará a necessidade de lançar 400 litros extras de água em reabastecimento de carga por ano. 50% do dióxido de carbono que processa pode ser convertido em oxigênio e por si só pode produzir oxigênio suficiente em tempo integral para 3 astronautas. Os outros 50% do dióxido de carbono são descartados da ISS junto com o metano que é criado. O ACLS é um ótimo complemento para o rack gerador de oxigênio da NASA. O ACLS é um demonstrador de tecnologia, mas se for bem-sucedido, será deixado a bordo da ISS permanentemente. Ele foi entregue no lançamento do Kounotori 7 em setembro de 2018 e instalado no módulo Destiny .

Sistema Sabatier

O sistema Sabatier fecha o ciclo no ECLSS combinando hidrogênio residual do sistema de geração de oxigênio e dióxido de carbono da atmosfera da estação usando a reação Sabatier e preservando esses produtos químicos valiosos. As saídas dessa reação são água e metano. A água é reciclada para reduzir a quantidade total de água que deve ser transportada da Terra para a estação, e o metano é liberado para o mar pela agora compartilhada linha de ventilação de hidrogênio instalada para o sistema de geração de oxigênio.

Elektron

Unidades Elektron no módulo de serviço Zvezda.

Elektron é um gerador de oxigênio eletrolítico russo , que também foi usado no Mir . Ele usa eletrólise para produzir oxigênio. Esse processo divide as moléculas de água recuperadas de outros usos a bordo da estação em oxigênio e hidrogênio por eletrólise. O oxigênio é ventilado para a cabine e o hidrogênio é ventilado para o espaço. Os três geradores de oxigênio Elektron russos a bordo da Estação Espacial Internacional tiveram problemas, freqüentemente forçando a tripulação a usar fontes de reserva (oxigênio engarrafado ou o sistema Vika discutido abaixo). Para apoiar uma tripulação de seis, a NASA adicionou o sistema de geração de oxigênio discutido acima.

Em 2004, a unidade Elektron desligou devido a causas (inicialmente) desconhecidas. Duas semanas de solução de problemas resultaram na reinicialização da unidade e, em seguida, desligamento imediato. A causa foi finalmente rastreada para bolhas de gás na unidade, que permaneceu inoperante até uma missão de reabastecimento Progress em outubro de 2004. Em 2005, o pessoal da ISS acessou o suprimento de oxigênio da nave espacial de reabastecimento Progress, recém-chegada, quando a unidade Elektron falhou. Em 2006, a fumaça de uma unidade Elektron com defeito levou os engenheiros de vôo da NASA a declarar uma "emergência da espaçonave". Um cheiro de queimado levou a tripulação da ISS a suspeitar de outro incêndio em Elektron, mas a unidade estava apenas "muito quente". Um vazamento de hidróxido de potássio corrosivo e inodoro forçou a equipe da ISS a vestir luvas e máscaras faciais. Foi conjeturado que o cheiro vinha de vedações de borracha superaquecidas. O incidente ocorreu logo após a saída do STS-115 e pouco antes da chegada de uma missão de reabastecimento (incluindo o turista espacial Anousheh Ansari ). O Elektron não voltou a funcionar até novembro de 2006, depois que novas válvulas e cabos chegaram ao navio de reabastecimento Progress de outubro de 2006. O ERPTC (Corrente do Terminal de Processamento de Recuperação Elétrica) foi inserido no ISS para evitar danos aos sistemas. Em outubro de 2020, o sistema Elektron falhou e teve que ser desativado por um curto período de tempo antes de ser reparado.

Vika

O gerador de oxigênio Vika ou TGK, também conhecido como Geração de Oxigênio de Combustível Sólido (SFOG) quando usado na ISS, é um gerador de oxigênio químico desenvolvido originalmente pela Roscosmos para a Mir e fornece um sistema alternativo de geração de oxigênio. Ele usa latas de perclorato de lítio sólido , que são queimadas para criar oxigênio gasoso. Cada cilindro pode suprir as necessidades de oxigênio de um tripulante por um dia.

Vozdukh

Outro sistema russo, Vozdukh (Russo Воздух , significando "ar"), remove o dióxido de carbono do ar com base na utilização de absorventes regeneráveis de gás de dióxido de carbono.

Controle de temperatura e umidade

O Controle de Temperatura e Umidade (THC) é o subsistema do ISS ECLSS que se preocupa com a manutenção de uma temperatura constante do ar e o controle da umidade no suprimento de ar da estação. O Sistema de Controle Térmico (TCS) é um componente do sistema THC e se subdivide em Sistema de Controle Térmico Ativo (ATCS) e Sistema de Controle Térmico Passivo (PTCS). O controle da umidade é possível diminuindo ou aumentando a temperatura e adicionando umidade ao ar.

Detecção e supressão de incêndio

Detecção e supressão de incêndios (FDS) é o subsistema dedicado a identificar a ocorrência de um incêndio e a tomar medidas para combatê-lo.

Veja também

Referências

links externos