Hayatı sürdürmek için havayı ve suyu geri dönüştürmek için kapalı çevresel sistemlere dayanan ve son derece uzak yerlerde çalıştırılan araçlarda alanın güvenli bir şekilde keşfedilmesini sağlamak büyük bir zorluktur. Johnson Space Center’daki (JSC) Toksikoloji ve Çevre Kimyası (TEC) grubu birbiriyle ilişkili 2 gruptan oluşur: Toksikoloji desteği ve Çevre Kimyası Laboratuvarı. Her iki gruptaki bilim insanları, ISS mürettebatının temiz hava solumasını ve temiz su içmesini sağlamada önemli bir rol oynuyor. TEC içindeki personel, güvenli uzay aracı çevre sınırlarını belirler, mevcut uzay aracındaki (ISS ve Ticari Mürettebat ve Kargo araçları) hava ve su kalitesini izler ve teknolojideki gelişmeleri destekler. TEC, uzay uçuşundaki hava ve su kalitesini izlemek için uçuş sırasında izleme yeteneklerinin yanı sıra uçuş sonrası örnek analiz tekniklerini de kullanır.
JSC’deki Toksikoloji grubu, uzay toksikolojisinin yönleri için NASA çapında bir kaynak olarak hizmet vermektedir ve mürettebatı ve uzay aracı sistemlerini uzay uçuşundaki toksik maruziyetlerden korumaya odaklanan birkaç farklı görevden sorumludur. Bunlar, uçuş için kimyasal tehlikelerin değerlendirilmesini, uzay aracının havasındaki ve suyundaki kirletici maddeler için sınırların belirlenmesini, uçuş sırasındaki uzay aracından gelen çevresel verilerin değerlendirilmesini ve yeni araçlardan veya modüllerden kaynaklanan gaz dışı ürün potansiyelinin değerlendirilmesini içerir. Bu değerlendirmeler şu belgelerde belgelenmiştir:
JSC’deki Çevre Kimyası laboratuvarı, sahadaki en yeni binalardan birinde yaklaşık 6.000 ft2 laboratuvar alanına sahiptir. Bu, birden fazla insanlı uzay uçuşu programını destekleyen ve hem gaz hem de sıvı analizi için merkez desteği sağlayan analistlerin bulunduğu, tam donanımlı bir çevresel ve analitik laboratuvardır. Laboratuvarlardaki çalışmalar, ISO 9001/AS9100 sertifikalı kalite planı kapsamında, özel ve bağımsız kalite personeliyle yürütülmektedir.
Çevre Kimya Laboratuvarı, hem uçuş sırasında hem de uçuş sonrası yöntemleri kullanarak uzay aracının havasındaki kirletici maddeleri izler. Uluslararası Uzay İstasyonunda (ISS) bulunan 2 Hava Kalitesi Monitörü (AQM), ISS atmosferinin durumu hakkında gerçek zamanlıya yakın bilgi sağlamak amacıyla 23 hedef uçucu organik bileşiği tespit etmek ve ölçmek için gaz kromatografisi/diferansiyel hareketlilik spektrometrisini kullanıyor. Çevre Kimyası laboratuvarı tarafından desteklenen diğer gerçek zamanlı monitörler arasında, yangının ürettiği bileşiklerin varlığı açısından atmosferi analiz etmek için elektrokimyasal sensörler kullanan bileşiğe özel analizör-yanma ürünleri (CSA-CP) ve yüksek CO2’nin varlığını izlemek için dağılmayan kızılötesi yansımayı kullanan CO2 monitörü yer alır. Çevre Kimyası Laboratuvarı’nda uçuş sonrası ayrıntılı analiz için astronotlar, uçuş sırasında numuneleri toplamak amacıyla numune kaplarını kullanıyor ve bunlar daha sonra ayrıntılı bir çevre analizi için JSC’ye gönderiliyor. Benzer şekilde formaldehit izleme kitleri formaldehit toplamak için kullanılan rozetleri içerir. Bunlar ayrıca spektroskopik analiz için yere geri gönderilir.
Çevre Kimya Laboratuvarı ayrıca ISS’den dönen arşiv örneklerini de analiz ediyor. ISS’de mürettebat tarafından tüketilen suyun büyük bir kısmı, yoğunlaştırılmış atmosferik nem ve idrar kombinasyonundan geri dönüştürülüyor. Bu atık su daha sonra ABD su işlemcisi düzeneği (WPA) tarafından içme suyu üretmek üzere arıtılır ve bu, suyun ABD içme suyu gerekliliklerini karşıladığından emin olmak için analiz edilir. Nem yoğuşması ve yoğuşma/idrar damıtığı numuneleri de WPA’nın ve genel ABD su geri kazanım sisteminin işleyişine ilişkin bilgi sağlamak amacıyla analiz için geri gönderilir. TEC, ISS mürettebatının sağlığını korumanın yanı sıra ABD su sistemi sarf malzemelerini yönetmek için kullanılan gerçek zamanlı toplam organik karbon konsantrasyonlarını belirlemek için ISS toplam organik karbon analizörü (TOCA) tarafından sağlanan uçuş sırasında analitik kapasiteye güveniyor. Benzer şekilde, kolorimetrik su kalitesi izleme kiti (CWQMK), ABD suyundaki biyosit konsantrasyonuna ilişkin bilgi sağlamak için kullanılır.
Su örnekleri de uçuş sırasında toplanıyor ve Johnson Uzay Merkezi’ne gönderilmek üzere saklanıyor. Uygun hava ve su kalitesini sağlamak amacıyla arşiv numunelerini analiz etmek için aşağıdaki yer tabanlı ekipmanlar kullanılır:
- Sıvı Kromatografisi/Kırılma İndeksi Tespiti (LC/RI)
- Gaz Kromatografisi/Alev İyonizasyon Dedektörü (GC/FID)
- Gaz Kromatografisi/Termal İletkenlik Dedektörü (GC/TCD)
- İz Gaz Analizörü
- Gaz Kromatografisi/Kütle Spektrometresi (GC/MS)
- Sıvı Kromatografisi/Kütle Spektrometresi (LC/MS)
- İndüktif Eşleşmiş Plazma/Kütle Spektrometresi (ICP/MS)
- İyon Kromatografisi (IC)
- UV/VIS Spektrofotometrisi
- Fourier Dönüşümü Kızılötesi Yansıma (FTIR)
- Toplam Organik Karbon Analizörü (TOCA)
Uçuş örneklerinin ve gerçek zamanlı verilerin analizinin yanı sıra Çevre Kimyası laboratuvar ekibi, yer testleri sırasında analitik destek sağlayarak yeni Çevre Kontrol ve Yaşam Destek Sistemleri donanımlarının geliştirilmesinde önemli bir rol oynuyor. Benzer şekilde TEC bilim insanları, gerçek zamanlı veri toplamaya yönelik yeni yöntemler geliştirmeyi amaçlayan teknoloji gösterilerini takip ediyor ve destekliyor. Bu desteğin son örnekleri arasında çoklu gaz monitörü (MGM) ve kişisel CO yer alıyor.2 monitör. TEC bilim adamları, kütle ve hacim gereksinimlerini azaltmak için çevresel izleme donanımını birleştirmeye hayati katkılarda bulunuyor; NASA’nın daha küçük araçlarla daha uzun vadeli görevlere yönelmesi nedeniyle bunların her ikisi de önemli.
Toksikoloji ve Çevre Kimyası (TEC), hem uzay aracının havasındaki hem de suyundaki havadaki kirleticileri izler. ISS’deki çevresel koşullar hakkında gerçek zamanlı bilgi sağlamak için uçuş sırasında monitörler kullanılıyor. ISS hava ve suyunun tam karakterizasyonu için arşiv örnekleri toplanıyor ve Dünya’ya gönderiliyor.
Paul Mudgett, Doktora
Valerie Ryder, Doktora DABT
Spencer Williams, Doktora DABT
William T. Wallace, Doktora
Source link
