This viewgraph reviews the spacecraft environment for future human space exploration missions. The choice of a atmosphere mix will play a critical role in the ultimate safety, productivity, and cost. There are a multitude of factors involved in selection of spacecraft environments

Hirsch, David B.

NASA Technical Reports Server

d2 d5
A
tm
os
ph
er
e 
Se
le
ct
io
n
fo
r L
on
g-
du
ra
tio
n
M
an
ne
d 
Sp
ac
e 
M
is
si
on
s
D
av
id
 B
. H
irs
ch
N
A
SA
 J
oh
ns
on
 S
pa
ce
 C
en
te
r W
hi
te
 S
an
ds
 T
es
t F
ac
ili
ty
N
A
S
A
/J
A
X
A
 T
ec
hn
ic
al
 In
te
rc
ha
ng
e 
M
ee
tin
g
Ts
uk
ub
a,
 J
ap
an
Ju
ne
 4
-8
, 2
00
7
https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20070021586 2019-08-30T01:08:53+00:00Z
Sl
id
e 
1
d2
 
Th
e 
en
vi
ro
nm
en
t 
of
 s
pa
ce
cr
af
t 
fo
r 
fu
tu
re
 h
um
an
 s
pa
ce
 e
xp
lo
ra
tio
n 
m
is
si
on
s 
w
ill
 p
la
y 
a 
cr
iti
ca
l r
ol
e 
in
 t
he
 u
lti
m
at
e 
sa
fe
ty
, p
ro
du
ct
iv
ity
, 
an
d 
co
st
.
Th
er
e 
ar
e 
a 
m
ul
tit
ud
e 
of
 f
ac
to
rs
 in
vo
lv
ed
 in
 s
el
ec
tio
n 
of
 s
pa
ce
cr
af
t 
en
vi
ro
nm
en
ts
.  
D
ur
in
g 
m
y 
pr
es
en
ta
tio
n 
I 
w
ill
 r
ev
ie
w
 s
om
e 
of
 t
he
 
fa
ct
or
s.
dh
irs
ch
, 1
/1
5/
20
06
d5
 
Lo
ng
er
 m
is
si
on
 d
ur
at
io
n 
dr
iv
e 
re
us
e 
an
d 
re
cy
cl
in
g 
of
 m
at
er
ia
ls
 t
o 
re
du
ce
 c
on
su
m
ab
le
s 
an
d 
ex
pa
nd
eb
le
s 
su
pp
lie
s.
Lo
ng
 d
ur
at
io
n 
w
ill
 r
eq
ui
re
 g
re
at
er
 h
ou
se
ke
ep
in
g 
an
d 
su
pp
or
t 
ac
tiv
iti
es
, i
nc
lu
di
ng
 c
oo
ki
ng
, l
au
nd
ry
, a
nd
 t
ra
sh
 m
an
ag
em
en
t.
  
R
eg
ul
ar
 
m
ai
nt
en
an
ce
 o
pe
ra
tio
ns
 o
n 
eq
ui
pm
en
t 
an
d 
sp
ac
es
ui
ts
, s
uc
h 
as
 c
le
an
in
g 
an
d 
pa
rt
 r
ep
la
ce
m
en
t 
w
ill
 b
e 
ne
ce
ss
ar
y.
  
Th
e 
ca
pa
bi
lit
y 
fo
r 
lo
ca
l p
ar
t 
fa
br
ic
at
io
n 
m
ay
 a
ls
o 
be
 r
eq
ui
re
d.
Ad
va
nc
ed
 li
fe
 s
up
po
rt
 s
ys
te
m
s 
w
il 
lin
cl
ud
e 
fo
od
 p
ro
du
ct
io
n 
an
d 
w
as
te
 r
ec
yc
lin
g 
sy
st
em
s.
  
D
ry
in
g 
pr
oc
es
se
s 
ar
e 
co
ns
id
er
ed
 t
o 
re
co
ve
r 
w
at
er
 f
ro
m
 s
ol
id
 w
as
te
, a
nd
 h
ig
h 
te
m
pe
ra
tu
re
 p
ro
ce
ss
es
 a
re
 c
on
si
de
re
d 
to
 d
ec
om
po
se
 w
at
es
 a
nd
 m
ic
ro
bi
al
 s
ta
bi
liz
at
io
n.
  
Th
es
e 
op
er
at
io
ns
 w
ill
 in
ev
ita
bl
y 
in
vo
lv
e 
in
cr
ea
se
d 
ha
nd
lin
g 
an
d 
m
at
er
ia
ls
 p
ro
ce
ss
in
g 
th
at
 c
ou
ld
 in
cl
ud
e 
fla
m
m
ab
le
 it
em
s
dh
irs
ch
, 1
/1
7/
20
06
2H
is
to
ric
al
 S
pa
ce
cr
af
t A
tm
os
ph
er
ic
 C
on
di
tio
ns
d1
Sl
id
e 
2
d1
 
M
er
cu
ry
/G
em
in
i/A
po
llo
10
0%
 o
xy
ge
n,
 5
 p
si
a 
Sp
ac
e 
su
it 
10
0%
 o
xy
ge
n,
 3
.7
5 
ps
ia
N
o 
EV
A 
pr
eb
re
at
he
 t
im
e 
re
qu
ire
d 
bu
t 
pr
io
r 
to
 lu
nc
h 
th
e 
as
tr
on
au
ts
 w
er
e 
ex
po
se
d 
tp
 1
00
%
 o
xy
ge
n 
fo
r 
3 
hr
s
Sk
yl
ab
 7
0 
ox
yg
en
, 5
 p
si
a,
 s
am
e 
su
it 
as
 a
bo
ve
N
o 
EV
A 
pr
eb
re
at
h 
re
qu
ire
d
Sh
ut
tle
/I
SS
 U
S 
21
%
 o
xy
ge
n,
 1
4.
7 
ps
ia
; 
su
it 
at
 4
.3
 p
si
a
tw
o 
op
er
at
io
n 
m
od
es
: 
36
 h
rs
 a
t 
26
.5
%
 o
xy
ge
n,
 1
0.
2 
ps
ia
 in
 s
pa
ce
cr
af
t 
fo
llo
w
ed
 b
y 
40
 m
in
 1
00
%
 o
xy
ge
n 
in
 s
ui
t
if 
no
 3
6 
hr
s 
pr
ec
on
di
tio
ni
ng
, t
ha
n 
4 
hr
s 
in
 1
00
%
 o
xy
ge
n 
in
 t
he
 s
ui
t 
(2
.5
 h
rs
 o
n 
em
er
ge
nc
y)
IS
S/
R
us
si
a 
su
it 
at
 5
.8
 p
si
a,
 3
0 
m
in
ut
e 
10
0%
 0
xy
ge
n 
in
 s
ui
t
dh
irs
ch
, 1
/1
5/
20
06
3S
pa
ce
cr
af
t E
nv
iro
nm
en
t S
el
ec
tio
n
d4
d6
•
W
ha
t d
riv
es
 s
pa
ce
cr
af
t e
nv
iro
nm
en
t s
el
ec
tio
n?
–
C
re
w
 H
ea
lth
 a
nd
 S
af
et
y 
R
eq
ui
re
m
en
ts
–
M
at
er
ia
ls
 R
eq
ui
re
m
en
ts
–
P
ro
gr
am
 R
eq
ui
re
m
en
ts
–
M
is
si
on
, V
eh
ic
le
, a
nd
 S
pa
ce
 S
ui
t O
pt
im
iz
at
io
n
Sl
id
e 
3
d4
 
Cr
ew
 h
ea
lth
: 
re
sp
ira
to
ry
 p
hy
si
ol
og
y,
 d
ec
om
pr
es
si
on
 s
ic
kn
es
s 
pr
ev
en
tio
n 
di
re
ct
ly
 a
ff
ec
t 
at
m
os
ph
er
e 
se
le
ct
io
n
ra
di
at
io
n 
pr
ot
ec
tio
n 
af
fe
ct
s 
in
di
re
ct
ly
dh
irs
ch
, 1
/1
5/
20
06
d6
 
Pr
og
ra
m
 a
nd
 m
is
si
on
 r
eq
ui
re
m
en
ts
N
um
be
r 
of
 E
VA
 p
la
nn
ed
 -
 c
om
pl
ex
ity
 o
f 
sp
ac
e 
ar
ch
ite
ct
ur
e 
- 
Ca
pa
bi
lit
y 
fo
r 
em
er
ge
nc
y 
EV
A
R
ap
id
 c
ab
in
 d
ep
re
ss
ur
iz
at
io
n 
re
sp
on
se
dh
irs
ch
, 1
/1
7/
20
06
4P
hy
si
ol
og
ic
al
 R
es
po
ns
e
d3
Ph
ys
io
lo
gi
ca
l r
es
po
ns
e 
to
 a
tm
os
ph
er
es
 o
f v
ar
io
us
  t
ot
al
 p
re
ss
ur
es
 a
nd
 
ox
yg
en
 c
on
ce
nt
ra
tio
ns
Sl
id
e 
4
d3
 
Pr
ov
id
e 
su
ff
ic
ie
nt
 t
ot
al
 p
re
ss
ur
e 
to
 p
re
ve
nt
 b
oi
lin
g 
of
 b
od
y 
flu
id
s 
(>
0.
9 
ps
ia
)
Pr
ov
id
e 
su
ff
ic
ie
nt
 o
xy
ge
n 
pa
rt
ia
l p
re
ss
ur
e 
to
 p
re
ve
nt
 h
yp
ox
ia
 b
ut
 n
ot
 s
o 
hi
gh
 t
o 
ca
us
e 
ox
yg
en
 t
ox
ic
ity
Pr
ov
id
e 
a 
ne
ut
ra
l g
as
 t
o 
pr
ev
en
t 
at
el
ec
ta
si
s
dh
irs
ch
, 1
/1
7/
20
06
5D
ec
om
pr
es
si
on
 S
ic
kn
es
s 
P
re
ve
nt
io
n
•
C
on
di
tio
ns
 o
f o
cc
ur
re
nc
e
•
S
ym
pt
om
s:
  P
ai
n,
 c
ho
ke
s,
 c
irc
ul
at
or
y 
 c
ol
la
ps
e,
 
ne
ur
ol
og
ic
al
 d
is
or
de
rs
; p
ot
en
tia
lly
 d
eb
ili
ta
tin
g 
an
d 
lif
e-
th
re
at
en
in
g 
co
nd
iti
on
•
Th
e 
oc
cu
rr
en
ce
 a
nd
 s
ev
er
ity
 o
f D
C
S
 c
or
re
la
te
s 
w
ith
 R
, t
he
 ra
tio
 o
f t
he
 fi
na
l n
itr
og
en
 p
ar
tia
l 
pr
es
su
re
 in
 th
e 
bo
dy
 ti
ss
ue
 to
 th
e 
fin
al
 a
m
bi
en
t 
to
ta
l p
re
ss
ur
e.
   
•
M
ax
im
um
 p
re
br
ea
th
e 
tim
e
d8
Sl
id
e 
5
d8
 
Th
e 
in
te
rn
al
 p
re
ss
ur
e 
in
 s
pa
ce
su
its
 is
 lo
w
 (
4.
3 
ps
ia
 f
or
 c
ur
re
nt
 E
VA
 s
ui
ts
).
  
Th
e 
lo
w
er
 p
re
ss
ur
e 
al
lo
w
s 
in
cr
ea
se
d 
gl
ov
e 
m
ob
ili
ty
 a
nd
 
re
du
ce
s 
ph
ys
ic
al
 e
ff
or
ts
.  
R
ed
uc
ed
 p
re
ss
ur
es
 r
eq
ui
re
 h
ig
he
r 
ox
yg
en
 c
on
ce
nt
ra
tio
ns
 f
or
 b
re
at
hi
ng
.  
Tr
an
si
tio
n 
fr
om
 a
 h
ig
he
r 
pr
es
su
re
 t
o 
a 
re
du
ce
d 
pr
es
su
re
 m
ay
 r
es
ul
t 
in
 a
bs
or
be
d-
ni
tr
og
en
 in
 t
is
su
es
 g
oi
ng
 in
to
 t
he
 g
as
 p
ha
se
.
Fi
na
l R
 v
al
ue
s 
of
 a
t 
le
as
t 
1.
65
 a
re
 r
eq
ui
re
d 
in
 c
ur
re
nt
 s
pa
ce
cr
af
t,
 b
ut
 in
 f
ac
t 
w
e 
go
 t
o 
as
 lo
w
 a
s 
1.
3
D
CS
 in
ci
de
nc
e 
is
 lo
w
er
 in
 m
ic
ro
gr
av
ity
 t
ha
n 
fo
re
ca
st
ed
.  
Th
er
e 
m
ay
 b
e 
in
cr
ea
se
d 
ph
ys
ic
al
 e
ff
or
ts
 in
 p
ar
tia
l g
ra
vi
ty
 im
po
se
d 
by
 
am
bu
la
tio
n.
dh
irs
ch
, 1
/1
7/
20
06
6M
at
er
ia
ls
 S
el
ec
tio
n
•
Tw
o 
m
aj
or
 is
su
es
:
–
Fl
am
m
ab
ili
ty
–
O
ffg
as
si
ng
7In
flu
en
ce
s 
on
 L
O
I
In
flu
en
ce
 o
f p
ol
ym
er
 h
yd
ro
ge
n 
co
nt
en
t a
nd
 te
st
 c
on
di
tio
ns
 o
n 
th
e
LO
I
8C
om
m
on
ly
 U
se
d 
P
ol
ym
er
s
•S
om
e 
po
ly
m
er
s 
co
m
m
on
ly
 u
se
d 
in
 A
m
er
ic
an
 
sp
ac
ec
ra
ft 
an
d 
th
ei
r f
la
m
m
ab
ili
ty
 li
m
its
:
–
P
TF
E
–
K
ap
to
n
–
N
om
ex
 H
T 
90
40
–
G
ra
ph
ite
 e
po
xy
 c
om
po
si
te
 
–
S
ili
co
ne
s 
 
–
V
ito
n 
 
–
P
U
 a
nd
 P
E
–
S
ol
im
id
e
–
K
yn
ar
–
P
ol
yc
ar
bo
na
te
–
N
yl
on
–
C
ot
to
n
–
P
ap
er
–
P
V
C
 a
nd
 A
B
S
–
D
el
rin
–
K
ev
la
r
–
E
po
xy
 fi
be
rg
la
ss
 w
ith
 P
I
d7
Sl
id
e 
8
d7
 
PT
FE
 (
49
);
 K
ap
to
n 
(>
30
);
 N
om
ex
 (
ar
am
id
e)
 -
 s
to
w
ag
e 
co
nt
ai
ne
rs
 (
22
.6
);
 N
om
ex
 f
lig
ht
 s
ui
ts
, n
ev
er
 u
se
d
G
ra
ph
ite
 e
po
xy
 c
om
po
si
te
 -
 I
SS
 r
ac
ks
Si
lic
on
e 
ad
he
si
ve
s 
an
d 
se
al
an
ts
 (
23
.5
 a
s 
fo
am
)
Vi
to
n 
(2
2.
5)
; 
PU
 (
15
.3
) 
an
d 
PE
 (
17
.5
) 
st
ow
ag
e 
fo
am
 (
us
ua
lly
 c
ov
er
ed
 w
ith
 N
om
ex
)
So
lim
id
e,
 n
ot
 u
se
d 
m
uc
h 
(5
5.
1)
; 
Ky
na
r 
(p
vd
F)
;
PC
 (
25
-3
0)
-c
am
er
a 
an
d 
la
pt
op
 c
as
es
N
yl
on
 (
23
) 
ho
ok
 a
nd
 lo
op
 f
as
te
ne
rs
; 
ru
nn
in
g 
sh
or
ts
; 
co
tt
on
 (
cl
ot
hi
ng
, t
ow
el
s)
; 
pa
pe
r
PV
C 
(4
9.
3)
 a
nd
 A
BS
 (
16
) 
in
 o
ff
-t
he
-s
he
lf 
ha
rd
w
ar
e;
 K
ev
la
r 
(a
ra
m
id
 f
ab
ric
) 
(2
5.
6)
, i
nt
er
na
l w
eb
bi
ng
dh
irs
ch
, 1
/1
6/
20
06
9A
ch
ie
vi
ng
 L
ow
er
 C
ab
in
 O
xy
ge
n 
C
on
ce
nt
ra
tio
n
•
In
cr
ea
si
ng
 th
e 
sp
ac
es
ui
t p
re
ss
ur
e
•
A
cc
ep
tin
g 
a 
hi
gh
er
 v
al
ue
 fo
r R
 a
nd
 th
e 
as
so
ci
at
ed
 D
C
S
 ri
sk
•
A
cc
ep
tin
g 
a 
lo
ng
er
 p
re
br
ea
th
e 
tim
e
•
A
llo
w
in
g 
a 
m
or
e 
hy
po
xi
c 
at
m
os
ph
er
e
d9
Sl
id
e 
9
d9
 
A 
va
ria
bl
e 
sp
ac
ec
ra
ft
 e
nv
iro
nm
en
t 
is
 c
on
si
de
re
d.
  
Fo
r 
tr
an
si
t 
ve
hi
cl
es
 w
ith
 f
ew
 E
VA
's
 , 
a 
lo
ng
er
 p
re
br
ea
th
e 
tim
e 
m
ay
 b
e 
ac
ce
pt
ab
le
, 
al
lo
w
in
g 
an
 E
ar
th
-n
or
m
al
 s
pa
ce
cr
af
t 
at
m
os
ph
er
e.
  
Th
is
 in
cl
ud
e 
ve
hi
cl
es
 t
ha
t 
do
ck
 w
ith
 t
he
 I
SS
.  
It
 is
 d
es
ira
bl
e 
to
 a
vo
id
 t
he
 a
irl
oc
k 
op
er
at
io
ns
 d
ur
in
g 
cr
ew
 t
ra
ns
fe
r.
Th
e 
hy
po
xi
c 
bo
un
da
ry
 is
 d
ef
in
ed
 b
y 
an
 o
xy
ge
n 
pa
rt
ia
l p
re
ss
ur
e 
eq
ui
va
le
nt
 t
o 
an
 a
lti
tu
de
 o
f 
60
00
 f
t.
  
 A
bo
ut
 1
30
 m
ill
io
n 
pe
op
le
 li
ve
 a
t 
al
tit
ud
es
 f
ro
m
 6
50
0 
to
 8
20
0 
ft
, i
nd
ic
at
in
g 
th
at
 h
ig
he
r 
eq
ui
va
le
nt
 a
lti
tu
de
s 
ar
e 
ac
ce
pt
ab
le
 f
or
 s
ho
rt
 d
ur
at
io
n 
sp
ac
e 
tr
av
el
.
dh
irs
ch
, 1
/1
7/
20
06
10
E
ng
in
ee
rin
g 
Fa
ct
or
s
•
C
ab
in
 s
tru
ct
ur
al
 m
as
s
–
D
riv
er
s:
 th
ic
kn
es
s 
to
 c
on
ta
in
 in
te
rn
al
 p
re
ss
ur
e,
 
st
ru
ct
ur
al
 in
te
gr
ity
 to
 w
ith
st
an
d 
la
un
ch
 a
nd
 re
-e
nt
ry
 
lo
ad
s,
 ra
di
at
io
n 
sh
ie
ld
in
g,
 m
et
eo
ro
id
 p
ro
te
ct
io
n
•
Th
er
m
al
 c
on
tro
l s
ys
te
m
s
•
Li
fe
 s
up
po
rt 
sy
st
em
s
•
A
irl
oc
ks
 fo
r E
V
A
d1
0
Sl
id
e 
1
0
d1
0
 
At
 c
ab
in
 p
re
ss
ur
es
 b
el
ow
 5
 t
o 
7 
ps
ia
 la
un
ch
 lo
ad
s 
de
te
rm
in
e 
th
e 
m
in
im
um
 w
al
l t
hi
ck
ne
ss
, w
he
re
as
 a
t 
hi
gh
er
 p
re
ss
ur
es
 t
ha
n 
7 
ps
ia
, t
he
 
in
te
rn
al
 p
re
ss
ur
e 
di
ct
at
es
 t
he
 t
hi
ck
ne
ss
.  
Fo
r 
lu
na
r 
ve
hi
cl
es
, t
he
 la
un
ch
 lo
ad
s 
di
ct
at
e 
th
e 
w
al
l t
hi
ck
ne
ss
 a
t 
pr
es
su
re
s 
up
 t
o 
14
.7
 p
si
a.
TC
Sy
st
em
s 
- 
Th
e 
to
ta
l p
re
ss
ur
e 
ha
s 
an
 im
pa
ct
 o
n 
th
e 
du
ct
 a
nd
 f
an
 s
iz
in
g.
  
Fo
r 
eq
ui
va
le
nt
 h
ea
t 
tr
an
sf
er
, w
he
n 
re
du
ci
ng
 p
re
ss
ur
es
, t
he
 
m
as
s 
flo
w
 r
at
e 
ha
s 
to
 s
ta
y 
th
e 
sa
m
e.
  
Co
ns
eq
ue
nt
ly
, t
he
 v
ol
um
et
ric
 f
lo
w
 r
at
e 
ha
s 
to
 in
cr
ea
se
.  
Th
e 
po
w
er
 p
en
al
ty
 t
o 
th
e 
ai
r 
co
ol
in
g 
su
bs
ys
te
m
 d
ue
 t
o 
re
du
ce
d 
pr
es
su
re
s 
pu
ts
 a
 p
ra
ct
ic
al
 m
in
im
um
 o
n 
ca
bi
n 
pr
es
su
re
 o
f 
7.
35
 p
si
a.
LS
Sy
st
em
s:
 t
he
 c
ar
bo
n 
di
ox
id
e 
an
d 
tr
ac
e 
co
nt
am
in
an
ts
 r
ed
uc
tio
n 
ar
e 
no
t 
af
fe
ct
ed
 b
y 
re
du
ce
d 
pr
es
su
re
s.
  
Th
e 
ae
or
ob
ic
 b
io
lo
gi
ca
l w
as
te
pr
oc
es
si
ng
 s
ys
te
m
s 
m
ay
 h
av
e 
to
 b
e 
m
od
ifi
ed
 if
 o
xy
ge
n 
co
nc
en
tr
at
io
ns
 o
th
er
 t
ha
n 
ai
r 
ar
e 
us
ed
.  
Th
er
e 
ar
e 
tw
o 
ty
pe
s 
of
 a
irl
oc
ks
: 
ve
nt
in
g 
to
 o
ut
si
de
 a
nd
 p
um
pi
ng
 t
he
 e
nv
iro
nm
en
t 
ba
ck
 t
o 
th
e 
sp
ac
ec
ra
ft
.  
If
 a
t 
le
as
t 
6 
EV
A 
ar
e 
co
nd
uc
te
d,
 p
um
pi
ng
 b
ac
k 
pa
ys
 o
ff
.  
Th
e 
po
w
er
 r
eq
ui
re
d 
is
 m
uc
h 
le
ss
 a
t 
hi
gh
er
 p
re
ss
ur
es
.
dh
irs
ch
, 1
/1
7/
20
06


Atmosphere Selection for Long-duration Manned Space Missions

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

NASA Technical Reports Server