Himna 13. odjela
Mi nismo astronauti, nismo piloti, (Autor - Valentin Filippovich Varlamov - pseudonim V. Vologdin)
Voda je osnova života. Na našoj planeti, sigurno. Na nekim "Gama-Kentaurima" možda je sve drugačije. S početkom ere istraživanja svemira, važnost vode za ljude samo se povećala. Puno ovisi o H2O u svemiru: od rada same svemirske postaje do proizvodnje kisika. Prva letjelica nije imala zatvoreni vodoopskrbni sustav. Sva voda i drugi "potrošni materijal" prvotno su uzeti na brod, čak i sa Zemlje.
"Prethodne svemirske misije - Merkur, Blizanci, Apollo ponijeli su sa sobom sve potrebne zalihe vode i kisika i bacili tekući i plinoviti otpad u svemir", objašnjava Robert Bagdigian iz Marshall centra.
Ukratko:
O jodu i svemirskoj letjelici Apollo, ulozi toaleta i mogućnostima (UdSSR ili SAD) za odlaganje otpadnih proizvoda na ranim svemirskim letjelicama govorit ću drugi put.
Ostavljajući gmazova po strani, otplivao sam do sanitarnog ormara. Okrenuvši leđa mjeraču, izvadio je mekano valovito crijevo i otkopčao hlače.
- Potreba za odlaganjem otpada?
Bog…
Naravno, nisam odgovorio. Uključio je usisavanje i pokušao zaboraviti na znatiželjni pogled gmazova, dosadnih leđa. Mrzim ove male svakodnevne probleme.
/ "Zvijezde su hladne igračke", S. Lukyanenko /
Natrag na vodu i O2.
Danas ISS ima djelomično zatvoren sustav regeneracije vode, a ja ću pokušati govoriti o detaljima (koliko sam ja to shvatio).
U skladu s GOST 28040-89 (čak ni ne znam je li još uvijek na snazi), "Sustav za održavanje života astronauta u svemirskoj letjelici s posadom" LSS astronauta održava razmjenu energije i mase tijela astronauta s okoliša na razini neophodnoj za očuvanje njegova zdravlja i radne sposobnosti. " LSS kozmonauta uključuje sljedeće sustave:
* SOGS - sustav opskrbe sastavom plina, * SVO - vodoopskrbni sustav, * SSGO - sustav sanitarno -higijenskih uvjeta, * SOP - sustav napajanja, * SOTR - sustav za osiguravanje toplinskih uvjeta.
Imamo se čime ponositi.
"Rusi su bili ispred nas na ovom području, čak su i letjelice Salyut i Mir uspjele kondenzirati vlagu iz zraka i koristile su elektrolizu - propuštajući električnu struju kroz vodu - za proizvodnju kisika."
Robyn Carrasquillo, tehnička voditeljica ECLSS -a.
Kako je sve počelo (kod nas)
1. SUSTAVI PODRŠKE ŽIVOTU U ZATVORENIM KABINAMA STRATOSTATA, RAKETA I PRVIH UMJETNIH satelita ZEMLJE
Prvom ljudskom posjetu svemiru izvan Karmanove linije u svemirskoj letjelici prethodila su lansiranja stratosferskih balona, raketa i umjetnih zemaljskih satelita koji su imali sustave za održavanje života ljudi i životinja (uglavnom pasa).
U stratosferskim balonima "SSSR-1" (1933) i "Osoaviakhim-1" (1934) sustavi za održavanje života uključivali su rezerve kriogenog i plinovitog kisika; potonji je bio u cilindrima pod tlakom od 150 atm. Ugljični dioksid uklonjen je pomoću KhPI - kemijskog apsorbera vapna u skladu s reakcijom:
Ca (OH) 2 + CO2 = Ca (CO3) + H2O
Sastav KhPI uključivao je 95% Ca (OH) 2 i 5% azbesta.
U raketama, koje su korištene za ispitivanje u svemiru, nalazila se kabina pod tlakom sa životinjama, koja je uključivala tri cilindra za mješavinu zraka i kisika. Ugljični dioksid koji su oslobodile životinje uklonjen je primjenom CPI.
Kapsula "zvjezdanih pasa" Belke i Strelke, u kojoj su se vratili na Zemlju:
Na prvim umjetnim zemaljskim satelitima sustavi za održavanje života pasa uključivali su neke elemente budućeg LSS -a za astronaute: uređaj za prehranu, uređaj za kanalizaciju; pročišćavanje atmosfere i opskrba kisikom provedeno je pomoću super-peroksidnih spojeva koji su nakon apsorpcije ugljičnog dioksida i vodene pare ispuštali kisik u skladu s reakcijama:
4KO2 + 2 H2O = 3O2 + 4 KOH
2KON + CO2 = K2 CO2 + H2O
K2 CO3 + H2O + CO2 = 2 KHCO3
2. SUSTAVI PODRŠKE ŽIVOTA ZA SATELITE BIOLOŠKE ZEMLJE TIP "BION" I "FOTON"
Biološki sateliti Zemlje - automatske svemirske letjelice "BION" i "FOTON" dizajnirane su za proučavanje utjecaja čimbenika svemirskih letova (bestežinsko stanje, zračenje itd.) Na tijelo životinja.
Značajno je napomenuti da je Rusija, zapravo, jedina država na svijetu koja ima automatske svemirske letjelice za istraživanje bioloških objekata. Druge zemlje prisiljene su slati životinje u svemir našim vozilima.
Tijekom godina, znanstveni voditelji programa BION bili su O. G. Gazenko i E. A. Ilyin. Trenutno je znanstveni voditelj programa BION O. I. Orlov, zamjenici - E. A. Ilyin i E. N. Yarmanov.
Biološki satelit "BION" opremljen je sustavima opskrbe vodom i ishranom životinja, sustavom za regulaciju toplinske vlage, sustavom dan-noć, sustavom opskrbe sastavom plina itd.
Sustav za osiguravanje sastava plina automatskih svemirskih letjelica "BION" i "FOTON" dizajniran je za opskrbu životinja kisikom, uklanjanje ugljičnog dioksida i plinovitih mikro nečistoća u vozilu za spuštanje.
Sastav:
Sustav pruža ugodne uvjete u plinovitom okruženju vozila za spuštanje (zatvoreni zatvoreni volumen koji sadrži 4, 0-4, 5 m3 zraka), a sastoji se od tri regenerativna uloška i upijajućeg uloška s električnim ventilatorom za svaki uložak, koji osigurava regeneraciju zraka u smislu CO2, O2, CO i drugih štetnih nečistoća. Uključivanje i isključivanje mikrokompresora omogućuje postizanje željenog sastava atmosfere objekta.
Načelo rada: zrak objekta se pumpa ventilatorom kroz regenerativni uložak, gdje se čisti od CO2 i štetnih nečistoća i obogaćuje kisikom.
Višak ugljičnog dioksida uklanja se povremenim uključivanjem upijajućeg uloška. Apsorpcijski uložak također omogućuje čišćenje od štetnih nečistoća. Sustav radi s jedinicom za kontrolu i nadzor i analizator plina za kisik i ugljični dioksid. Kad parcijalni tlak kisika padne na 20,0 kPa, uključuje se prvi regenerativni uložak.
Ako je parcijalni tlak kisika veći ili jednak 20,8 kPa, regeneracijski se uložak isključuje i ponovno uključuje pri parcijalnom tlaku kisika od 20,5 kPa. Drugi i sljedeći ulošci uključuju se pri parcijalnom tlaku kisika od 20,0 kPa (podložni padu koncentracije), dok prethodno uključeni ulošci nastavljaju raditi.
Apsorpcijski uložak povremeno se uključuje pri parcijalnom tlaku ugljičnog dioksida od 1,0 kPa, isključuje se pri parcijalnom tlaku ugljičnog dioksida od 0,8 kPa, bez obzira na rad regeneracijskog uloška.
3. SUSTAVI PODRŠKE ŽIVOTA NA TEMELJU ZA POSADE PROSTORA VOSTOK, VOSHOD, SOYUZ, MERKUR, JEMINY, APOLLON, SHUTTLE, ORBITALNA DRŽAVA
Sustavi za održavanje života sovjetskih svemirskih brodova tipa Vostok, Voskhod, Soyuz, kao i američkog Merkura, Blizanaca, Apolla i transportnog broda za višekratnu uporabu Shuttle u potpunosti su se temeljili na zalihama potrošnog materijala: kisika, vode, hrane, sredstava za uklanjanje CO2 i štetnih nečistoća.
4. SUSTAVI PODRŠKE ZA ŽIVOTNU REGENERACIJU NA TEMELJU FIZIČKIH I KEMIJSKIH PROCESA ZA POSADE ORBITALNIH PROSTORNIH STANICA "SALUT", "MIR", "ISS"
Funkcioniranje sustava za održavanje života temeljeno na zalihama potrošnog materijala uzetog sa Zemlje ima značajan nedostatak: njihova masa i dimenzije povećavaju se izravno proporcionalno trajanju svemirske ekspedicije i broju članova posade. Nakon što dosegne određeno trajanje leta, zalihe LSS-a mogu biti prepreka u provedbi ekspedicije.
Na temelju stopa potrošnje glavnih komponenti LSS -a, dobivenih kao rezultat višegodišnje prakse dugotrajnih orbitalnih letova na postajama kao što su SALUT, MIR i ISS (kisik - 0,96 kg / osobi dnevno, voda za piće - 2,5 kg po danu po osobi, hrana - 1, 75 kg / po danu po osobi itd.), lako je izračunati da je potrebna masa zaliha za posadu od 6 ljudi i ljude na letu od 500 dana bez uzimanja u obzir mase kontejneri i skladišni sustavi iznosili bi više od 58 tona (vidi tablicu). U slučaju korištenja sustava za održavanje života temeljenih na zalihama potrošnog materijala, bilo bi potrebno stvoriti sustave za skladištenje proizvoda vitalne aktivnosti astronauta: izmeta, urina, kondenzata atmosferske vlage, korištene sanitarno -higijenske i kuhinjske vode itd.
To je zapravo teško provesti ili uopće nije izvedivo (let na Mars, na primjer).
1967.-1968. Na Institutu za medicinsko-biološke probleme Ministarstva zdravstva SSSR-a proveden je jedinstveni godišnji medicinsko-tehnički eksperiment u kojem su sudjelovala tri ispitivača: G. A. Manovtseva, A. N. Bozhko i B. N. Ulybysheva. U eksperimentu s komorom pod tlakom, koji je trajao 365 dana, provedena je medicinska, biološka i tehnička procjena novog kompleksa regenerativnih sustava za održavanje života.
LSS kompleksa laboratorija na zemlji uključivao je:
* sustav za uklanjanje ugljičnog dioksida, sustav za čišćenje atmosfere od štetnih nečistoća, * sustav za generiranje kisika, sustav za regeneraciju vode od otpadnih proizvoda vlage koji sadrže testere, sanitarna i higijenska oprema, staklenik, * sustav upravljačke i mjerne opreme.
Eksperimentalni regenerativni sustavi za održavanje života temeljeni na fizikalnim i kemijskim procesima, testirani u godišnjem medicinsko -tehničkom pokusu, bili su prototip standardnog LSS -a za posade orbitalnih postaja Salyut, MIR i ISS.
Prvi put u svjetskoj praksi letova s posadom na svemirskoj stanici Salyut-4 funkcionirao je sustav regeneracije SRV-K, sustav za dobivanje pitke vode iz kondenzata vlažnom atmosferom. Posada A. A. Gubarev i G. M. Grechko je vodu regeneriranu u sustavu SRV-K koristio za piće i pripremu hrane i pića. Sustav je radio tijekom cijelog leta stanice s posadom. Slični sustavi tipa SRV-K radili su na stanicama Salyut-6, Salyut-7 i MIR.
[u] Povlačenje:
Dana 20. veljače 1986. sovjetska orbitalna stanica Mir ušla je u orbitu.
23. ožujka 2001. poplavljena je u Tihom oceanu.
Naša postaja Mir poplavljena je sa 15 godina. Sada dva ruska modula, koji su dio ISS -a, već imaju 17. Ali nitko još neće utopiti ISS …
Učinkovitost uporabe regeneracijskih sustava potvrđena je dugogodišnjim iskustvom rada, na primjer, orbitalne stanice MIR, na čijoj su ploči takvi LSS podsustavi uspješno funkcionirali kao:
Slični sustavi regeneracije (s izuzetkom SRV-U) trenutno uspješno rade na brodu Međunarodne svemirske postaje (ISS).
Gdje se troši voda na ISS -u (još uvijek nema bolje sheme kvalitete, ispričavam se):
ISS -ov sustav za održavanje života (SSS) uključuje podsustav za podršku sastavu plina (SOGS). Sastav: sredstva za nadzor i regulaciju atmosferskog tlaka, sredstva za izjednačavanje tlaka, oprema za smanjenje tlaka i stvaranje tlaka u PxO, oprema za analizu plina, sustav za uklanjanje štetnih nečistoća borbenog vozila pješaštva, sustav za uklanjanje ugljičnog dioksida iz atmosfere "Zrak ", sredstvo za čišćenje atmosfere. Sastavni dio SOGS-a su objekti za opskrbu kisikom, uključujući izvore kisika na kruto gorivo (TIK) i sustav za dobivanje kisika iz vode "Electron-VM". Prilikom lansiranja SM je na brodu imao samo 120 kg zraka i dva generatora kisika na kruto gorivo TGK.
Koga briga → Mrežni prijenos uživo s web kamere na ISS.
Izračun za "Marsovca":
Na ISS -u, zeolitni apsorberi zračnog sustava hvataju ugljikov dioksid (CO2) i ispuštaju ga u vanbrodski prostor. Kisik izgubljen u sastavu CO2 nadoknađuje se elektrolizom vode (njezinim razlaganjem na vodik i kisik). Na ISS -u to radi sustav Electron koji troši 1 kg vode po osobi dnevno. Vodik se trenutno ispušta preko broda, ali dugoročno će pomoći u pretvaranju CO2 u vrijednu vodu i ispušteni metan (CH4). I naravno, za svaki slučaj na brodu se nalaze bombe s kisikom i cilindri.
[centar]
[/centar]
Kupaonica na svemirskoj stanici izgleda ovako:
U servisnom modulu ISS-a uvedeni su sustavi pročišćavanja "Zrak" i BMP, poboljšani sustavi za regeneraciju vode iz kondenzata SRV-K2M i stvaranje kisika "Electron-VM", kao i sustav za prijem i konzerviranje SPK-UM urina i funkcioniraju. Učinkovitost poboljšanih sustava više je nego udvostručena (osigurava život posade do 6 osoba), a smanjena je i potrošnja energije i mase. Tijekom petogodišnjeg razdoblja (podaci za 2006.) njihovog rada regenerirano je 6,8 tona vode, 2,8 tona kisika, što je omogućilo smanjenje mase tereta isporučenog na stanicu za više od 11 tona. Odgoda uključivanja SRV-UM sustava za regeneraciju vode u urinu u kompleks LSS nije dopustila regeneraciju 7 tona vode i smanjila težinu isporuke.
"Drugi front" - Amerikanci
Industrijska voda iz američkog aparata ECLSS opskrbljuje se ruskim sustavom i američkim OGS -om (Oxygen Generation System), gdje se zatim "prerađuje" u kisik.
Proces oporavka vode iz urina složen je tehnički problem: - objašnjava Carrasquillo, -. ECLSS sustav (video) koristi postupak koji se naziva destilacija kompresijom pare za čišćenje urina: urin se kuha dok se voda ne pretvori u paru. Para - prirodno pročišćena voda u parnom stanju (isključujući tragove amonijaka i drugih plinova) - diže se u destilacijsku komoru ostavljajući koncentriranu smeđu kašu iz kanalizacije i soli koju Carrasquillo milostivo naziva "salamura" (koja se zatim baca u svemir)). Para se zatim hladi, a voda kondenzira. Dobiveni destilat se pomiješa s vlagom kondenziranom iz zraka i filtrira do stanja pogodnog za piće. ECLSS sustav može povratiti 100% vlage iz zraka i 85% vode iz urina, što odgovara ukupnoj učinkovitosti od oko 93%.
Gore navedeno, međutim, vrijedi za rad sustava u zemaljskim uvjetima. U svemiru se pojavljuje dodatna komplikacija - para se ne diže: ne može se podići u komoru za destilaciju. Stoga u ECLSS modelu za ISS objašnjava Carrasquillo.] Perspektive:
Poznati su pokušaji dobivanja sintetskih ugljikohidrata iz otpadnih proizvoda astronauta za uvjete svemirskih ekspedicija prema shemi:
Prema ovoj shemi, otpadni proizvodi se spaljuju uz stvaranje ugljičnog dioksida, iz kojeg se, kao rezultat hidrogeniranja, stvara metan (Sabatierova reakcija). Metan se može pretvoriti u formaldehid, iz kojeg nastaju monosaharidni ugljikohidrati kao rezultat reakcije polikondenzacije (Butlerovljeva reakcija).
Međutim, dobiveni monosaharidni ugljikohidrati bili su mješavina racemata - tetroze, pentoze, heksoze, heptoze, koji nisu imali optičku aktivnost.
Cca. Bojim se čak i pomisliti na mogućnost ulaska u "wiki znanje" kako bih razumio značenje ovih izraza.
Suvremeni LSS, nakon odgovarajuće modernizacije, može se koristiti kao osnova za stvaranje LSS -a neophodnog za istraživanje dubokog svemira. Kompleks LSS omogućit će gotovo potpunu reprodukciju vode i kisika na postaji i može biti osnova LSS kompleksa za planirane letove na Mars i organizaciju baze na Mjesecu.
Velika se pozornost posvećuje stvaranju sustava koji osiguravaju najpotpuniju cirkulaciju tvari. U tu će svrhu najvjerojatnije koristiti postupak hidrogeniranja ugljičnog dioksida prema reakciji Sabatier ili Bosch-Boudoir, što će omogućiti provedbu ciklusa kisika i vode:
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
CO2 + 2H2 = C + 2H2O
U slučaju egzobiološke zabrane emisije CH4 u vakuum svemira, metan se može pretvoriti u formaldehid i nehlapljive ugljikohidrate-monosaharide sljedećim reakcijama:
CH4 + O2 = CH2O + H2O
polikondenzacija
nSN2O -? (CH2O) n
Ca (OH) 2
Želio bih napomenuti da su izvori zagađenja staništa na orbitalnim postajama i tijekom dugih međuplanetarnih letova:
Očito će biti potrebno stvoriti automatski sustav operativne kontrole i upravljanja kvalitetom okoliša. Neki ASOKUKSO?
Oh, nije uzalud što su studenti u Baumanku specijalnost u SZHO KA (E4. *) Zvali:
Dupe
Ono što je dešifrirano:
Žvani O.nemara NSolotabilno Aaparati
Potpuno, da tako kažem, ako pokušate ući u to.
Kraj: možda nisam sve uzeo u obzir i negdje sam pomiješao činjenice i brojke. Zatim dodajte, ispravite i kritizirajte.
Taj je "glas" potaknut zanimljivom publikacijom: "Povrće za astronaute: kako raste svježe zelje u NASA -inim laboratorijima", koje je moje najmlađe dijete donijelo na raspravu.
Moj je sin danas u školi počeo sastavljati "istraživačku bandu" za uzgoj pekinške salate u staroj mikrovalnoj pećnici. Vjerojatno su se odlučili opskrbiti zelenilom prilikom putovanja na Mars. Morat ćete kupiti staru mikrovalnu na AVITO -u, jer moji su još uvijek funkcionalni. Nemojte ga namjerno slomiti?
Cca. na slici, ni na koji način moje dijete a ne buduća žrtva eksperimenta je nije moje mikrovalna.
Kao što sam obećao marks @ marks, ako nešto ispadne - slike i rezultat bacit ću na GIK. Uzgojenu salatu mogu poslati poštom onima koji žele, naravno, uz naknadu.
Primarni izvori:
Upotrijebljene fotografije, video i dokumenti:
