Himna 13. odeljenja
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 stanice do proizvodnje kisika. Prva letjelica nije imala zatvoreni vodovod. Sva voda i drugi "potrošni materijal" u početku su uzeti na brod, čak i sa Zemlje.
"Prethodne svemirske misije - Merkur, Blizanci, Apolon odnijeli su sa sobom sve potrebne zalihe vode i kisika i bacili tečni i plinoviti otpad u svemir", objašnjava Robert Bagdigian iz Marshall centra.
Ukratko:
Drugi put ću govoriti o jodu i svemirskoj letjelici Apollo, ulozi toaleta i mogućnostima (UdSSR ili SAD) za odlaganje otpadnih proizvoda na ranim svemirskim letjelicama.
Ostavljajući gmazova po strani, otplivao sam do sanitarnog čvora. Okrenuvši leđa mjeraču, izvadio je meko valovito crijevo i otkopčao hlače.
- Potreba za odlaganjem otpada?
Bože…
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 /
Nazad na vodu i O2.
Danas ISS ima djelomično zatvoren sistem 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), "Sistem za održavanje života astronauta u svemirskoj letjelici s posadom" LSS astronauta održava razmjenu energije i mase tijela astronauta sa okoliš na nivou koji je neophodan za očuvanje njegovog zdravlja i radne sposobnosti. " LSS kosmonauta uključuje sljedeće sisteme:
* SOGS - sistem za opskrbu sastava plina, * SVO - vodovodni sistem, * SSGO - sistem sanitarno -higijenskih uslova, * SOP - sistem napajanja, * SOTR - sistem za osiguravanje toplotnih uslova.
Imamo na šta da se ponosimo.
"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, tehničko vodstvo ECLSS -a.
Kako je sve počelo (kod nas)
1. SISTEMI 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 sisteme za održavanje života ljudi i životinja (uglavnom pasa).
U stratosferskim balonima "SSSR-1" (1933) i "Osoaviakhim-1" (1934), sistemi za održavanje života uključivali su rezerve kriogenog i plinovitog kisika; potonji je bio u cilindrima pod pritiskom 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 -a uključivao je 95% Ca (OH) 2 i 5% azbesta.
U raketama, koje su korištene za ispitivanje u svemiru, nalazila se kabina pod pritiskom sa životinjama, koja je uključivala tri cilindra za mješavinu zraka i kisika. Ugljični dioksid koji su oslobodile životinje uklonjen je pomoću CPI -a.
Kapsula "zvjezdanih pasa" Belke i Strelke, u kojoj su se vratili na Zemlju:
Na prvim vještačkim zemaljskim satelitima, sistemi za održavanje života pasa uključivali su neke elemente budućeg LSS -a za astronaute: uređaj za ishranu, uređaj za kanalizaciju; čišćenje atmosfere i opskrba kisikom provedeno je pomoću super-peroksidnih spojeva, koji su pri upijanju 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. SISTEMI PODRŠKE ŽIVOTA ZA SATELITE BIOLOŠKE ZEMLJE TIP "BION" I "FOTON"
Biološki sateliti Zemlje - automatski svemirski brodovi "BION" i "FOTON" dizajnirani su za proučavanje utjecaja faktora 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 su primorane da šalju životinje u svemir našim vozilima.
Godinama su naučni vođe BION programa bili O. G. Gazenko i E. A. Ilyin. Trenutno je naučni direktor programa BION O. I. Orlov, zamjenici - E. A. Ilyin i E. N. Yarmanov.
Biološki satelit "BION" opremljen je sistemima za vodosnabdijevanje i ishranu životinja, sistemom za termičku regulaciju vlage, sistemom dan-noć, sistemom za dovod sastava gasa 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 (zatvorena zatvorena zapremina koja 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 stvaranje željenog sastava atmosfere objekta.
Princip rada: vazduh objekta se pumpa ventilatorom kroz regenerativni uložak, gde se čisti od CO2 i štetnih nečistoća i obogaćuje kiseonikom.
Višak ugljičnog dioksida uklanja se povremenim uključivanjem upijajućeg uloška. Apsorpcijski uložak također omogućuje čišćenje od štetnih nečistoća. Sistem radi s jedinicom za kontrolu i nadzor i analizatorom plina za kisik i ugljikov 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, regenerativni uložak se isključuje i ponovo 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 s radom.
Apsorpcioni uložak se periodično uključuje pri parcijalnom pritisku ugljen -dioksida od 1,0 kPa, isključuje se pri parcijalnom pritisku ugljen -dioksida od 0,8 kPa, bez obzira na rad regenerativnog uloška.
3. SISTEMI PODRŠKE ŽIVOTA NA ZALIHAMA ZA POSADE PROSTORA VOSTOK, VOSHOD, SOYUZ, MERKUR, JEMINY, APOLLON, SHUTTLE, ORBITALNA DRŽAVA
Sistemi za održavanje života sovjetskih svemirskih brodova tipa Vostok, Voskhod, Soyuz, kao i američkog Merkura, Blizanaca, Apolla i transportnog broda za višekratnu upotrebu Shuttle bili su u potpunosti zasnovani na zalihama potrošnog materijala: kisika, vode, hrane, sredstava za uklanjanje CO2 i štetnih nečistoća.
4. SISTEMI PODRŠKE ŽIVOTNOM REGENERACIJI ZASNOVANI NA FIZIČKIM I HEMIJSKIM PROCESIMA ZA POSADE ORBITALNIH PROSTORNIH STANICA "SALUT", "MIR", "ISS"
Funkcionisanje sistema za održavanje života zasnovano na zalihama potrošnog materijala uzetog sa Zemlje ima značajan nedostatak: njihova masa i dimenzije povećavaju se direktno proporcionalno trajanju svemirske ekspedicije i broju članova posade. Nakon dostizanja određenog trajanja leta, zaliha LSS-a može biti prepreka za implementaciju ekspedicije.
Na osnovu stopa potrošnje glavnih komponenti LSS -a, dobijenih kao rezultat višegodišnje prakse dugotrajnih orbitalnih letova na stanicama tipa SALUT, MIR i ISS (kiseonik - 0,96 kg / osobi dnevno, voda za piće - 2,5 kg / osobi dnevno, hrana - 1, 75 kg / osobi dnevno itd.), lako je izračunati da je potrebna masa zaliha za posadu od 6 - i ljudi na letu od 500 dana, ne uzimajući u obzir masu kontejnera i skladišnih sistema iznosilo bi više od 58 tona (vidi tabelu). 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 u stvari teško implementirati ili uopće nije izvedivo (let na Mars, na primjer).
1967.-1968. Na Institutu za medicinske i 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 u komori pod pritiskom, koji je trajao 365 dana, izvršena je medicinska, biološka i tehnička procjena novog kompleksa regenerativnih sistema za održavanje života.
LSS kompleksa kopnenih laboratorija uključivao je:
* sistem za uklanjanje ugljen -dioksida, sistem za čišćenje atmosfere od štetnih nečistoća, * sistem za proizvodnju kiseonika, sistem za regeneraciju vode od otpadnih proizvoda testera koji sadrže vlagu, sanitarna i higijenska oprema, staklenik, * sistem upravljačke i mjerne opreme.
Eksperimentalni regenerativni sistemi za održavanje života zasnovani na fizičkim i hemijskim procesima, testirani u godišnjem medicinsko -tehničkom eksperimentu, bili su prototip standardnog LSS -a za posade orbitalnih stanica Salyut, MIR i ISS.
Po prvi put u svjetskoj praksi letenja sa posadom, sistem za regeneraciju SRV-K, sistem za dobijanje vode za piće iz kondenzata vlažnom atmosferom, funkcionirao je na svemirskoj stanici Salyut-4. Posada A. A. Gubarev i G. M. Grechko je koristio vodu regeneriranu u sistemu SRV-K za piće i pripremu hrane i pića. Sistem je radio tokom čitavog leta stanice sa posadom. Slični sistemi tipa SRV-K radili su na stanicama Salyut-6, Salyut-7 i MIR.
[u] Povlačenje:
Dana 20. februara 1986. godine sovjetska orbitalna stanica Mir ušla je u orbitu.
23. marta 2001. poplavljena je u Tihom okeanu.
Naša stanica 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 uspješno funkcionirali takvi LSS podsustavi:
Slični sistemi regeneracije (sa izuzetkom SRV-U) trenutno uspješno rade na brodu Međunarodne svemirske stanice (ISS).
Gdje se troši voda na ISS (još uvijek nema bolje sheme kvalitete, ispričavam se):
ISS sistem za održavanje života (LSS) uključuje podsistem za podršku sastavu gasa (SOGS). Sastav: sredstva za praćenje i regulaciju atmosferskog pritiska, sredstva za izjednačavanje pritiska, oprema za smanjenje pritiska i pritisak PxO, gasno -analitička oprema, sistem za uklanjanje štetnih nečistoća borbenog vozila pješadije, sistem za uklanjanje ugljen -dioksida iz atmosfere "Vazduh ", sredstvo za čišćenje atmosfere. Sastavni dio SOGS-a su objekti za opskrbu kisikom, uključujući izvore kisika na kruto gorivo (TIK) i sistem za dobijanje kisika iz vode "Electron-VM". Prilikom lansiranja, SM je imao samo 120 kg vazduha i dva generatora kiseonika na čvrsto gorivo TGK.
Koga briga → Mrežni prijenos uživo s web kamere na ISS.
Izračun za "Marsovca":
Na ISS -u, zeolitni apsorberi zračnog sistema hvataju ugljični dioksid (CO2) i ispuštaju ga u vanbrodski prostor. Kiseonik izgubljen u sastavu CO2 nadoknađuje se elektrolizom vode (njenim razlaganjem na vodonik i kiseonik). Na ISS -u to radi sistem 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]
Kupatilo na svemirskoj stanici izgleda ovako:
U servisnom modulu ISS-a instalirani su i funkcioniraju sustavi za pročišćavanje "zraka" i BMP, poboljšani sistemi za regeneraciju vode iz kondenzata SRV-K2M i sistemi za stvaranje kisika Electron-VM, kao i sistem za prijem i konzerviranje urina SPK-UM. Performanse poboljšanih sistema su više nego udvostručene (osigurava život posade do 6 ljudi), a smanjena je i potrošnja energije i mase. U petogodišnjem razdoblju (podaci za 2006.) regenerirano je 6,8 tona vode, 2,8 tona kisika, što je omogućilo smanjenje mase tereta isporučenog na stanicu za više od 11 tona. Odlaganje uključivanja SRV-UM sistema za regeneraciju vode u urinu u kompleks LSS nije dozvolilo regeneraciju 7 tona vode i smanjilo težinu isporuke.
"Drugi front" - Amerikanci
Industrijska voda iz američkog ECLSS aparata dovodi se u ruski sistem i američki OGS (Oxygen Generation System), gdje se zatim "prerađuje" u kisik.
Proces oporavka vode iz urina je složen tehnički problem: - objašnjava Carrasquillo, -. ECLSS sistem (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 "rasol" (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 sistem može povratiti 100% vlage iz zraka i 85% vode iz urina, što odgovara ukupnoj efikasnosti od oko 93%.
Gore navedeno se, međutim, odnosi na rad sistema u zemaljskim uslovima. Dodatna se komplikacija pojavljuje u svemiru - 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 sintetičkih ugljikohidrata iz otpadnih proizvoda astronauta za uvjete svemirskih ekspedicija prema shemi:
Prema ovoj shemi, otpadni proizvodi se spaljuju uz stvaranje ugljičnog dioksida, od čega 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.
Pribl. Čak se bojim razmišljati o mogućnosti da se udubim u "wiki znanje" da bih razumio značenje ovih izraza.
Savremeni 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 stanici i može biti osnova LSS kompleksa za planirane letove na Mars i organizaciju baze na Mjesecu.
Mnogo se pažnje posvećuje stvaranju sustava koji osiguravaju najpotpuniju cirkulaciju tvari. U tu će svrhu najvjerojatnije koristiti postupak hidrogeniranja ugljičnog dioksida prema Sabatier-ovoj ili Bosch-Boudoir-ovoj reakciji, što će omogućiti provođenje 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 stanicama i tokom dugih međuplanetarnih letova:
Očigledno je da će biti potrebno stvoriti automatski sistem operativne kontrole i upravljanja kvalitetom okoliša. Neki ASOKUKSO?
Oh, nije uzalud što su studenti u Baumanku specijalnost u SZHO KA (E4. *) Zvali:
Ass
Šta je dekodirano kao:
Fspolja Onepažnja NSolotable 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 kritikujte.
Ovaj "glas" potaknut je zanimljivom publikacijom "Povrće za astronaute: kako raste svježe zelje u NASA -inim laboratorijima", koje je moje najmlađe dijete donijelo na raspravu.
Moj sin je danas u školi počeo okupljati "istraživačku grupu" za uzgoj pekinške salate u staroj mikrovalnoj pećnici. Vjerovatno su se odlučili opskrbiti zelenilom prilikom putovanja na Mars. Morat ćete kupiti staru mikrovalnu na AVITO -u, jer moji su i dalje funkcionalni. Nemojte ga namjerno slomiti?
Pribl. na slici, ni na koji način moje dijete a ne buduća žrtva eksperimenta nije moj mikrovalna.
Kao što sam obećao marks @ marks, ako nešto ispadne - slike i rezultat ću baciti na GIK. Uzgojenu salatu mogu poslati poštom onima koji žele, naravno, uz naknadu.
Primarni izvori:
Upotrijebljene fotografije, video i dokumenti:
