El dióxido de carbono (CO2) es un subproducto metabólico de la respiración. El humano promedio exhala casi un kilogramo de CO2 (480 litros) cada día, y hay seis personas en la Estación Espacial Internacional. A medida que aumenta el nivel de CO2, las personas pueden experimentar síntomas como náuseas, mareos, dolores de cabeza y depresión. Necesitamos fregar el CO2 del aire.
Hay dos dispositivos principales para realizar esta función en la ISS. En el segmento ruso hay воздух “Vozdukh” (literalmente se traduce como “aire”) (ubicado en el SM) y en el segmento de los Estados Unidos hay CDRA (Conjunto de eliminación de dióxido de carbono) (ubicado en el laboratorio).
Ambos dispositivos utilizan el mismo principio. Los dispositivos utilizan dos camas: una cama desecante para eliminar la humedad y una cama adsorbente para eliminar el dióxido de carbono. El lecho desecante es necesario porque el lecho adsorbente requiere aire seco para funcionar correctamente.
El “aire sucio” se sopla a través de un gel de sílice. Ese gel elimina el vapor de agua. También calienta un poco el aire y, como el lecho adsorbente necesita aire seco y frío, el aire se enfría antes de ingresar al lecho adsorbente. El lecho adsorbente está compuesto de zeolita. La zeolita es un aluminosilicato. Es cristalino y altamente poroso. Este tipo de material se llama un tamiz molecular. El tamaño de los poros se puede controlar regulando el campo electrostático que resulta de la carga negativa del aluminio. Ajustar el tamaño de los poros permite filtrar diferentes sustancias. Sólo estamos interesados en filtrar el dióxido de carbono.
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El “aire limpio” sale por el otro lado del lecho adsorbente. Ese aire es bombeado de vuelta a la cabina. Un orificio de ventilación es el abierto que expone el lecho adsorbente al vacío del espacio. El vacío elimina todo el dióxido de carbono y, por lo tanto, regenera el lecho para ser usado nuevamente en el próximo ciclo. El vapor de agua del lecho desecante se devuelve a la atmósfera de la cabina. Tenemos un equipo diferente que está diseñado para regular la humedad.
Nominalmente, Vozdukh es primario y puede limpiar el aire para una tripulación de seis personas. Utiliza menos energía que CDRA. CDRA sirve como respaldo y como apoyo adicional cuando el complemento de la tripulación es mayor (como cuando hubo una tripulación de transbordador visitante). Como respaldo adicional para los casos de contingencia, el segmento ruso también tiene recipientes de LiOH que pueden adsorber contaminantes.