Astronauta Daniel W. Bursch, Engenheiro de vôo da Expedição Quatro, trabalha no Elektron Oxygen Generator no Zvezda Service Module na Estação Espacial Internacional (ISS). Imagem cortesia da NASA Na terra, temos um suprimento constante de ar fresco. Nós inspiramos oxigênio e expiramos dióxido de carbono. Esses gases são reciclados pelas plantas por meio do processo de fotossíntese. As plantas absorvem dióxido de carbono e liberam oxigênio. É um ciclo maravilhoso em grande escala. Mas o que acontece no minúsculo, cabines confinadas de espaçonaves, como o ônibus espacial ou estações espaciais?
A maioria das espaçonaves carrega consigo seu próprio suprimento de oxigênio e pode ter um sistema de backup. Contudo, as missões dessas espaçonaves duram pouco tempo, na ordem de dias a duas semanas. Em contraste, a Estação Espacial Internacional (ISS) foi projetada para voos espaciais de longo prazo e está em órbita desde 1998. Então, como o oxigênio é feito a bordo da ISS? É tratado de uma das três maneiras, usando geradores de oxigênio, tanques de oxigênio pressurizados ou geradores de oxigênio de combustível sólido (também chamados de velas de oxigênio).
O método principal é realizado pelos geradores de oxigênio:o Elektron de fabricação russa e o Sistema de Controle Ambiental e Suporte à Vida dos EUA (ECLSS). O Elektron está localizado no módulo de serviço (Zvezda) e o ECLSS está localizado no módulo de laboratório Destiny. Esses dispositivos produzem oxigênio da água por um processo chamado eletrólise, durante o qual uma corrente elétrica passa através da água de um eletrodo carregado positivamente denominado ânodo para outro eletrodo carregado negativamente denominado cátodo. Há uma pequena concentração de sal na água para conduzir eletricidade porque a própria água é um condutor elétrico ruim. No processo, a água se divide em gás hidrogênio e gás oxigênio. Veja como funciona a química do processo:
A eletricidade é gerada pelos painéis solares da estação e fornecida aos geradores de oxigênio por meio da rede elétrica da estação. A água é entregue à estação da Terra pelas naves de abastecimento Progress e pelo ônibus espacial. A água também é recuperada por condensadores que removem o vapor d'água do ar da cabine (os astronautas exalam o vapor d'água). Finalmente, a água pode ser reciclada da urina dos astronautas pela unidade ECLSS. O gás hidrogênio feito no processo de eletrólise é liberado para o espaço e o gás oxigênio circula no ar da cabine.
Agora, vamos examinar as outras maneiras pelas quais a ISS produz oxigênio.
Eletrólise de água HSW Como você já sabe, obter oxigênio a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) é feito de uma das três maneiras, usando geradores de oxigênio, tanques de oxigênio pressurizados ou geradores de oxigênio de combustível sólido. Na página anterior, falamos sobre os geradores de oxigênio. Agora, vamos falar sobre os outros dois métodos.
No segundo método, oxigênio não é feito, mas sim entregue à ISS da Terra. Quando o fornecimento de progresso é enviado, Veículos de transferência automatizados europeus, ou a doca do ônibus espacial dos EUA na estação, eles bombeiam oxigênio para tanques pressurizados nos nós da eclusa de ar. Eles também bombeiam gás nitrogênio para outros tanques pressurizados nessas câmaras de descompressão. Os controles atmosféricos da estação misturam os gases nas proporções corretas à atmosfera da Terra e fazem a mistura circular pela cabine.
O terceiro método é um sistema de backup que produz oxigênio por meio de reações químicas. O sistema é denominado gerador de oxigênio a combustível sólido (SFOG) e está localizado no módulo de serviço da estação (Zvezda). O SFOG, que também é chamado velas de oxigênio ou velas de clorato , tem recipientes que contêm uma mistura de clorato de sódio em pó (NaClO 3 ) e pó de ferro (Fe). Quando o SFOG é aceso, o ferro "queima" a 1112 graus F (600 graus C), que fornece a energia térmica necessária para a reação. O clorato de sódio se decompõe em cloreto de sódio (sal de cozinha - NaCl) e gás oxigênio (O 2 ) Parte do oxigênio se combina com o ferro para formar óxido de ferro (FeO):
600 ° C
NaClO 3 (s) + Fe (s) -> 3O 2 (g) + NaCl (s) + FeO (s)
O SFOG fornece 6,5 horas-homem de oxigênio por quilograma da mistura. Os trajes espaciais russos também produzem oxigênio usando SFOGs.
Em futuras estações espaciais ou colônias espaciais, Os cientistas da NASA esperam criar oxigênio e eliminar o dióxido de carbono naturalmente cultivando plantas. As plantas forneceriam ar respirável e seriam uma fonte de alimento para os astronautas. Um problema que deve ser resolvido, no entanto, é como cultivar um grande número de plantas em espaços pequenos - o espaço vital a bordo de uma estação espacial é limitado.
Publicado originalmente em:22 de fevereiro de 2011
