L'ambiente spaziale può essere considerato una "camera bianca"?

Di che classe è l’orbita bassa terrestre, vista come cleanroom?

ps: la mia impressione è che stiano più che altro cercando aggressivamente di ridurre i costi, cercando di capire sul campo a quali costose precauzioni si può rinunciare (magari sfruttando tecnologie che nei decenni passati non c’erano o non erano accessibili) e quali sono ancora indispensabili

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la classe la determina la contaminazione accettabile. Ad esempio le impurità accettabili nei serbatoi, nelle tubazioni, valvole, turbopompe etc. Possono essere poche o tante a seconda delle specifiche chimiche dei propellenti e delle tolleranze di costruzione.

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Visto che si parlava di manutenzione con EVA mi chiedevo se lo spazio stesso (o meglio, l’orbita bassa) sia una “camera pulita” particolarmente pulita o se, tra microdetriti e ultime tracce di atmosfera, in realtà le contaminazioni siano significative

Domanda a cui non ho risposta certa, ma ho fiducia che la pulizia spaziale non sia raggiungibile anche nelle migliori camere bianche terrestri. Si parla sempre di far ricircolare un elevato numero di ricambi di aria attraverso filtri, ma praticamente qualsiasi cosa che è nel volume trattato emette particelle. Nello spazio queste si allontanano immediatamente dal corpo che le emette, sulla terra con l’aria per un tempo più o meno breve rimangono in prossimità del corpo.

Per “orbita bassa terrestre” intendi la ISS?
Se si la Stazione Spaziale Internazionale è assimilabile ad una “Clean Room” classe 100.000 (ossia 100.000 particelle per metro cubo di aria).

Altrimenti la domanda non ha molto senso dato che, anche in orbita bassa, siamo in un ambiente pressoché privo di atmosfera (a parte gli atomi di ossigeno libero rilasciati normalmente dall’atmosfera terrestre a causa dell’attività solare).

Pertanto le camere pulite “spaziali” sono di norma classe 100.000, però va da se che per necessità più “spinte” in termini di pulizia si possono usare le 10.000, le 1.000 e finanche le 100.
Normalmente il personale accede attraverso una “camera di compensazione” dove indossa un camice, cuffia, guanti, mascherina e sovrascarpe (tutto a usa e getta tranne il camice). Per le camere più spinte si usano vere e proprie “tute spaziali” che prevengono totalmente il contatto con l’ambiente della camera.

solo? pensavo molto più spinto… c’è così sporco in orbita bassa?

Credo archipeppe si riferisca all’interno della ISS. Le “clean room” sarebbero dei posti dove l’aria c’è a pressione respirabile. Solo che l’aria è molto pulita.

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In realtà intendevo proprio all’esterno (si parlava della manutenzione tramite EVA…), provo a riformulare in modo più rigoroso: quale è il valore più basso di n per cui è vero che se ho un oggetto che è stato assemblato in una camera di classe n, lo posso aprire e richiudere nello spazio (per essere più precisi, in un EVA da un veicolo in LEO)

Intuitivamente direi che n è piccolo a piacere, perché in assenza di atmosfera non c’è neppure polvere in sospensione, però so che la superficie della ISS è addirittura abrasa da “polvere spaziale” (che però ovviamente non è in sospensione, ma viaggia alle solite velocità ) e mi è venuta la curiosità di sapere se ci fosse un qualche tipo di equivalenza

Per quanto riguarda l’esterno non ha alcun senso parlare di camere pulite per simularne le condizioni, si utilizzano delle camere a “termovuoto”, ma solo per quanto riguarda i componenti da spazializzare oppure per il test delle tute pressurizzate.
Che io sappia, non si simulano in termovuoto le attività che gli astronauti dovrebbero poi condurre durante un EVA:

All’interno posso supporre che in assenza di adeguata filtrazione l’assenza di gravita’ faccia si che in sospensione ci siano piu’ particelle e di maggiori dimensioni.

Ma e’ solo una supposizione, magari intervengono fenomeni di tensione superficiale ed elettrostatici, come avviene sulla superficie lunare dove il problema e’ molto piu’ grave.

Mi pare stiate facendo una discussione che non ha senso. In orbita bassa c’è il vuoto, probabilmente più spinto di quanto possiamo realizzare a terra. Non c’è alcuna contaminazione, c’è solo un ambiente del tutto diverso: ioni reattivi estremamente rarefatti, e occasionalmente una micrometeorite. Ma se contiamo le particelle di polvere per cm3 il risultato è certamente zero.
Il punto della contaminazione è capire quanto debba essere pulita una zona per montare qualcosa. Bisogna definire il qualcosa, e capire cosa si deve montare. Ad esempio, in microelettronica per assemblare ibridi bisogna andare almeno in classe 10000 (poi dipende dalla criticità). Un motore è qualcosa di estremamente tollerante alle contaminazioni da polveri, salvo il rischio di reazione con l’ossigeno liquido per polveri combustibili (ma ci dev’essere un innesco). Di certo non assemblerei connettori elettrici con spaziatura fine all’aperto, ma anche lì basta che (una volta assemblati in ambiente pulito) i connettori del motore siano progettati per il tipo di ambiente, è cosa comune in ambito MIL.
Siamo abituati alle camere pulite per l’assemblaggio dei satelliti, ma il caso è molto diverso rispetto ad un razzo. In un satellite ci sono molte più parti delicate, ottiche, antenne, sensori di vario genere; di nuovo, un razzo che in fondo vola controllato da IMU e (probabilmente) GPS contiene “solo” un certo numero di black boxes interconnesse, e ovviamente alimentazione, impianto idraulico, motore e serbatoi. Probabilmente SpaceX ha fatto un’analisi dei rischi dovuti alle operazioni di assemblaggio in ambiente non pulito, per ogni singolo sottosistema, e ha deciso che la cosa è accettabile.

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Poi almeno per Mk.1 le parti più delicate stanno arrivando già prefabbricate ( Hawthorne presumo? ), Per esempio le gambe, ovviamente i Raptor e molto probabilmente l’unità di strumentazione e navigazione. Poi la contaminazione può benissimo arrivare nell’ assemblaggio, ma almeno mi pare che la qualità delle componenti sia di un altro livello rispetto all’ Hopper.

ah ok mi torna. Mi riferivo all’orbita bassa nel mio post precedente. Come termine di paragone, ormai va “di moda” richiedere la classificazione delle sale operatorie ISO5. Con circa 50 volumi/ora di ricircolo e filtrazione H14 si riesce, ma solo at rest. Nel momento in cui qualcuno opera, non è possibile raggiungere valori così, salvo in alcuni casi di sale con un flusso laminare verticale sopra il teatro operatorio, ma è sufficiente che l’analisi venga svolta sotto l’ “ombra” del braccio del chirurgo che la contaminazione diventa superiore al limite. Significa che con una ridottissima emissione di polveri ed una filtrazione al minuto o quasi si ottiene una buona purezza, non paragonabile comunque a quanto raggiungibile in glove box o sotto cappa (parmitano proprio ieri faceva analisi in un glove box)

Appunto, non c’è nessun paragone possibile. Non c’è aria, non c’è polvere, solo poche molecole che si muovono molto velocemente. Per questo ho scritto che tutta l’ultima parte della discussione secondo me non ha alcun senso, stiamo facendo un paragone tra ambienti non paragonabili.

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la classe iso determina la massima concentrazione di particelle di una determinata dimensione in un metro cubo. Non importa che ci sia aria e a che pressione o temperatura. Per cui ha senso parlare di classe anche nello spazio interstellare o più banalmente nell’orbita bassa :wink:

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Per confrontare con i valori citati da @archipeppe, ISO5 corrisponde a 3500 particelle per metro cubo, è un requisito molto aggressivo che infatti vale solo per gli interventi ad alta sterilità relativa (protesica, vascolare, trapianti, cardiochirurgia), mentre per gli interventi “sporchi” (e.g. chirurgia addominale, uro/ginecologica etc.) si applica ISO7, che consente un numero di particelle per metro cubo superiore di due ordini di grandezza…non occorre flusso laminare in questo caso.

esatto. Poi, all’atto pratico (in condizioni definite “operational”) il raggiungimento della classe ISO7 è quanto ottenibile anche nel caso delle ISO5 “at rest”. La contaminazione introdotta dall’essere umano (che sia in un laboratorio dove producono wafer di silicio, ottiche per satelliti o dove cambino le ginocchia alle persone) è molto elevata

E le molecole di azoto, ossigeno, anidride, carbonica e di argon (di cui è fatta l’aria) non le conti come particelle?

No, perché valgono solo le particelle più grosse di un micrometro

giphy

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