Astronauterne ekstra næse

Hvordan forhindrer vi, at astronauter i rummet indånder farlige gasser? En tysk-norsk hi-tech optisk gassensor giver en løsning.

"Astronauter skal modtage tidlige advarsler, hvis skadelige eller ubehagelige gasser blandes ind i deres vejrtrækningsluft, "siger seniorforsker Atle Honne ved SINTEF." Fordi i rummet, du kan ikke bare åbne et vindue for at ventilere rummet, " han siger.

Som et barn, han læste alt, hvad han kunne lægge sine hænder på om stjernerne. Halvtreds år senere, nogle af hans livsværker bliver anvendt i den store vidde af det ydre rum - 400 kilometer over jordens overflade! Honne er en af ​​arkitekterne bag gasmålesystemet kaldet ANITA, som blev testet på den internationale rumstation (ISS) som en overvågningsenhed for åndbar luft i løbet af 2007 og 2008.

European Space Agency (ESA) har nu bestilt en ny, mere kompakt og avanceret version af systemet, der vil blive demonstreret og udnyttet i første omgang på ISS. Ud over, planen er at bruge teknologien på fremtidige bemandede ekspeditioner længere ude i rummet.

Tidlig advarsel

Scott Hovland leder ESA's ISS Facility and Technology Unit og behøver ingen opmuntring til at rose den tysk-norske sensors kvaliteter. Ikke mindst dens driftshastighed.

"Tidlige advarsler om forurenende stoffer er afgørende, fordi de giver astronauter chancen for at tage afhjælpende foranstaltninger som reaktion på gaslækager eller luftfejlsystemfejl, "siger han." Desuden ANITA -teknologien er i stand til at detektere gasser, som vi aldrig tidligere havde forventet at finde i den vejrtrækkende atmosfære i rummet. Dens evne til at gøre dette er ekstremt vigtig for os, «siger Hovland.

Mammutter og mus

ANITA -teknologien anvender optiske målinger til at identificere gasser. Det kan opdage og skelne mellem forskellige gasser ved at måle, hvordan de absorberer infrarød stråling. På ISS, den kommende version af sensoren vil supplere nutidens overvågningssystemer, som er baseret på gaskromatografi og massespektrometri.

Udfordringen for alle, der søger at overvåge indvendig luftkvalitet, er at identificere og måle individuelle gasser inden for komplekse blandinger. Ifølge Honne, den optiske teknik giver hurtigere og langt mere præcise svar end nuværende teknologier i analysen af ​​gasblandinger.

"Det betyder ikke, at det er en let opgave at måle mange gasser på samme tid, "siger Honne." Vi leder efter både mammutter og mus, og ofte vil musen gemme sig bag mammuten, " han siger.

I rummet om tre år

For et årti siden, den første version af ANITA bestod sin første felttest med glans på ISS, hvor den blev installeret af den amerikanske rumfartsorganisation NASA. Ifølge Honne, systemet beviste, at det kunne måle mange gasser på samme tid - hurtigt og meget præcist.

"I løbet af ANITA's år i rummet, vores teknologi har vist, at den kan detektere gasser, som andre instrumenter ikke kan registrere, «siger Honne.

På samme måde som den tidligere model, den nye version af sensoren vil blive udviklet af dens norske og tyske udviklere. Planen er at gøre den klar til drift på ISS i 2020.

Flyv mig til månen

Ud over, ESA agter at bruge ANITA på mulige fremtidige rumlaboratorier placeret i kredsløb omkring Månen - tættere på 400, 000 kilometer fra Jorden.

Scott Hovland hos ESA understreger, at effektiv overvågning af åndbar luft er afgørende for fremtidige dybe rummissioner, fordi, som han siger, hvis der skulle opstå alvorlige problemer på deres rumfartøjer, de kan ikke hurtigt vende tilbage til Jorden, hvilket altid er en mulighed for ISS -besætningen.

"Men tilstrækkelig overvågning er lige så vigtig på ISS, "siger Hovland." Jeg tænker på vigtigheden af ​​at forhindre falske alarmer. Hvis en falsk alarm fører til en evakuering, store summer vil være gået til spilde for ingenting, og astronauterne bliver nødt til at foretage en risikabel afgang fra stationen uden grund, "forklarer han.

ESA investerer i ANITA for at undgå uønskede situationer som disse, blandt andre grunde.

Potentiale her på Jorden

Atle Honne hos SINTEF påpeger, at der også er mange potentielle applikationer til den højtflyvende ANITA-teknologi her på Jorden. Systemet kan bruges til at kontrollere luftkvaliteten i alt fra ubåde og fly til dykkesystemer og laboratorier. Han ser også ANITA som ideel til overvågning af industrielle processer og miljøgasemissioner, herunder spildgasser produceret af landbrugssektoren.

"Rumsektoren er interessant for os i SINTEF, fordi det er et krævende marked, "siger Honne." Hvis vores målemetode består testen i rummet, det vil være velkvalificeret til applikationer her på jorden, " han siger.