Astronotlar uzayda nasıl nefes alırlar?

Mühendislerin uzay boşluğunda oksijen yaratmak için bazı özel yollar bulmaları gerekiyordu . İşte astronotların uzayda nasıl nefes aldıkları .

Uzayda Nasıl Nefes Alınır

1997 yılında Uluslararası Uzay İstasyonu'nun öncüsü olan Mir Uzay İstasyonu'nda yangın çıktı. Suçlu, uzay aracının oksijen jeneratörüydü; bu jeneratör, solunabilir bir atmosfer yaratmak için katı lityum perklorat silindirlerini yakıyordu. Montaj sırasında jeneratörün içerisinde unutulduğu tahmin edilen lastik eldivenden çıkan malzeme, makinenin çalıştırılması sırasında alev aldı ve tamamen söndürülmesi yaklaşık 14 dakika süren bir yangına sebep oldu.

Mürettebattan hiç kimse yaralanmasa da kaza, astronotlara yörüngede geçirdikleri süre boyunca sürekli oksijen sağlamanın ne kadar zor ve güvenlik riskli olduğunu bir kez daha gözler önüne serdi. Gemideki su filtrasyon sistemlerine benzer şekilde, bu hayat kurtarıcı kaynağı oluşturan cihazlar da 1960'larda Uzay Yarışı başladığından beri önemli ölçüde gelişti.

Duman ve Mir

1969'da ilk kez aya insan indiren görev de dahil olmak üzere Apollo programı, komuta modüllerinde saf oksijen atmosferini korumak için Çevre Kontrol Üniteleri (ECU) kullanıyordu. ECU, astronotların nefesindeki karbondioksiti filtrelemek ve kokuları emmek için lityum hidroksit ve aktif karbon kartuşlarıyla donatılmıştır. Ayrıca su üretiyor ve kabin sıcaklığını koruyor, böylece üç astronotun 14 gün boyunca uzayda hayatta kalmasına olanak sağlıyor.

1986 yılında fırlatılan Mir Uzay İstasyonu, uzun uzay görevleri için tasarlanmıştı ve kimyasal reaksiyonla oksijen üretiyordu. Bir jeneratör, büyük aerosol kutuları büyüklüğündeki lityum perklorat silindirlerini tutuşturarak yanarken oksijen açığa çıkarıyor. Bu "oksijen mumlarından" biri, bir mürettebat üyesine bir gün yetecek kadar solunum havası sağladı, ancak lastik eldiven kazasında sistemin zayıflığı ortaya çıktı.

Bu kazadan sonra havacılık mühendisleri uzayda oksijen üretmek için kimyasal reaksiyonları kullanmamaya başladılar. ISS, 2000'li yılların başında Mir'in yerini aldı ve su moleküllerini proton değişim zarı aracılığıyla oksijen ve hidrojene ayırmak için bir jeneratör kullanan elektrolize dayalı daha güvenli bir ECU ile donatıldı. Bu işlem sonucunda üretilen oksijen atmosfere salınırken, hidrojen mürettebatın dışarı verdiği karbondioksitle birleşerek içme suyu ve metan üretiliyor. Şu anda metan gazı istasyondan atılıyor, ancak bir gün gemideki biyoüretim süreçlerinde de kullanılabilir hale gelebilir. ISS'de ayrıca yedek olarak oksijen üretmek için bir Mir modeli de bulunuyor.

Sırt çantasında hayat

Astronotlara uzay aracının içindeyken oksijen sağlamak bir şeydir. Bunu, uzay aracından ayrılıp uzay yürüyüşlerine çıktıklarında (ekipmanları test etmek, deneyler yapmak veya dış onarımlar yapmak için) yapmak da bir diğeridir.

Uzay yürüyüşleri için tasarlanmış modern bir uzay giysisi, aynı zamanda Araç Dışı Hareketlilik Ünitesi (EMU) olarak da bilinir ve çeşitli yaşam destek sistemleri içeren bir sırt çantasıyla donatılmıştır. Diğer işlevlerinin yanı sıra astronotun kaskına oksijen sağlarken karbondioksiti de filtrelemek gibi görevleri de bulunuyor. Giysiler aynı zamanda vücutlarını, içine girdikleri vakumun potansiyel olarak yaşamı tehdit eden güçlerinden de koruyor.

Astronotlar, komaya girme riskini en aza indirmek için EMU'ya girmeden önce bile saatlerce basınçlı hava kapsülünün içinde saf oksijeni soluyorlar. Eski astronot Mike Mullane'e göre, bir komuta modülü inç kare başına 14,7 pound (psi) atmosfer basıncını koruyor. Bu, deniz seviyesindeki Dünya basıncına oldukça yakın; ancak bir uzay giysisindeki basınç yalnızca beş psi. Astronotlar, uzay yürüyüşü öncesinde vücutlarındaki azotu uzaklaştırmak ve kanlarında gaz kabarcıkları oluşmasını (sıkıştırılmış hava hastalığının nedeni) önlemek için saf oksijeni "önceden solumalıdır". Aksi takdirde, aşırı azot kabarcıkları kan damarlarını tıkayabilir ve doku hasarına yol açabilir, bu da eklem ağrısı, baş ağrısı, kas güçsüzlüğü, felç, yorgunluk ve kafa karışıklığı gibi semptomlara yol açabilir.

Uzay giysilerinin önemi, belki de onlarsız ne olacağıyla en iyi şekilde açıklanabilir. Astronotlar oksijen eksikliğinden anında bayılacak, vakum ise Dünya'nın atmosferik koşullarında gelişen kan ve vücut sıvılarının donmasına, kaynamasına ve parçalanmasına neden olacaktı.

Evrenin koşulları, nefes almak gibi basit bir eylemi bile karmaşık, potansiyel olarak ölümcül bir mücadeleye dönüştürüyor. Neyse ki bilimin çözemeyeceği bir şey değil bu.