Život na obežnej dráhe je výrazne odlišný od toho pozemského. Beztiažový stav, izolácia od Zeme a autonómia stanice zanechávajú stopy v každodennom živote astronautov počas letu. Pohodlné podmienky, ktoré sú na Zemi také prirodzené, že si ich ani nevšimneme, poskytuje na palube ISS množstvo komplexné systémy, ako sú systémy na zabezpečenie zloženia plynu, zásobovanie vodou, sanitárne a hygienické zabezpečenie, výživa a iné. Vykonávanie najznámejších pozemských záležitostí na obežnej dráhe je celá veda. Kozmonauti študujú palubné systémy v špeciálnych kurzoch a trénujú v praktických cvičeniach správne „nalievanie šťavy“, „umytie“, „varenie polievky“. V úvodzovkách - pretože na ISS nemôžete len otvoriť chladničku, získať balenie šťavy a naliať ju do pohára alebo zapnúť vodu na umývanie. Všetky jemnosti každodenného života na ISS učia kozmonautov špecialisti z Výskumného testovacieho oddelenia pre technický výcvik kozmonautov na letové a pozemné testy a prevádzku systémov podpory života pre orbitálne komplexy s posádkou, údržbu, vytváranie a testovanie simulátorov. pre systémy na podporu života, skúšanie, hodnotenie bezpečnosti letu, vývoj metód a vzdelávacích a metodických prostriedkov prípravy.
Katedru vedie Andrey Viktorovič Skripnikov, absolvent Tambovského leteckého inžinierskeho inštitútu pomenovaného po F.E. Dzeržinskom. V roku 2002 bol Andrei Viktorovič najatý Centrom výcviku kozmonautov.
Na oddelení systémov podpory života najskôr pripravoval posádky ISS na akcie v prípade požiaru a odtlakovania a potom učil kozmonautov pracovať so systémami podpory života transportnej kozmickej lode Sojuz a skafandru Sokol-KV2. V súčasnosti Andrey Viktorovich organizuje a koordinuje prácu vo svojom oddelení.
Je pre astronautov ľahké dýchať?
Vytvorenie atmosféry vhodnej na dýchanie na palube ISS je úlohou zariadení na zásobovanie kyslíkom a čistenie atmosféry. Ich komplex zahŕňa zdroje kyslíka aj systémy na čistenie atmosféry, ktoré odstraňujú oxid uhličitý, mikronečistoty, pachové látky, dezinfikujú atmosféru.
Takmer všetky systémy podpory života používané na ISS boli testované a počas prevádzky stanice Mir sa osvedčili.
« Electron » — systém zásobovania kyslíkom vybudovaný na princípe elektrochemického rozkladu vody na kyslík a vodík. Dvakrát denne je potrebné monitorovať stav systému a hlásiť ho Zemi. prečo?
Po prvé, systém je spojený s vákuom: vodík vznikajúci v procese rozkladu vody sa vypúšťa cez palubu, čo znamená, že existuje možnosť odtlakovania stanice.
Po druhé, v systéme sú alkálie a v žiadnom prípade by sa nemali dostať do kontaktu s pokožkou alebo očami.
Po tretie, vodík a kyslík spolu tvoria v určitých pomeroch „výbušný plyn“, ktorý môže explodovať, a preto je obzvlášť dôležité monitorovať stabilný stav systému.
Tréningový stojan systému Electron
Všetky systémy na podporu života ISS sú v prípade porúch zdvojené. Duplikačný systém pre Electron jegenerátor kyslíka na tuhé palivo (THC).
Inštruktor podpory života kozmonautov Dmitrij Dedkov predvádza fungovanie generátora kyslíka na tuhé palivo
Kyslík v generátore sa získava z dám, v ktorých je látka obsahujúca kyslík v pevnej forme. Dáma sa „zapáli“ (samozrejme, nehovoríme o otvorenom plameni) a pri spaľovaní sa uvoľňuje kyslík. Teplota vo vnútri kontrolného zariadenia dosahuje +450˚С. Jedna osoba potrebuje asi 600 litrov kyslíka denne. V závislosti od typu kontroléra sa pri jeho spaľovaní uvoľňuje 420 až 600 litrov kyslíka.
Okrem toho sa na ISS dodáva kyslík nákladné lode"Pokrok" v plynnej forme pod vysokým tlakom v balónoch.
Pre normálny život na stanici je potrebné nielen doplniť atmosféru kyslíkom, ale aj vyčistiť oxid uhličitý. Prekročenie množstva oxidu uhličitého v atmosfére je oveľa nebezpečnejšie ako zníženie množstva kyslíka. Hlavným prostriedkom na čistenie atmosféry od oxidu uhličitého jesystém "Vzduch". Princípom fungovania tohto systému je adsorpcia (absorpcia) oxidu uhličitého s následnou vákuovou regeneráciou absorpčných náplní.
Príprava vzduchového systému na prevádzku
Jednotka na čistenie atmosféry od mikronečistôt (BMP) čistí vzduch od všetkých druhov škodlivých plynných nečistôt v atmosfére stanice. Aj toto je systém typu regenerácie, len ak čistenie atmosféry a regenerácia absorbujúcich prvkov v systéme „Air“ prebieha offline v cykloch 10, 20 alebo 30 minút a v automatickom režime od 10 do 50 minút, potom v BMP kazety pracujú v čistiacom režime 18 - 19 dní s následnou regeneráciou. Zdrojom jeho hlavných funkčných prvkov sú kazety na čistenie atmosféry- je 3 roky, ale za 10 rokov prevádzky systému nevznikla potreba ich výmeny: analyzátory plynov vykazujú vynikajúci stav atmosféry.
Cvičný stojan bloku čistenia od mikronečistôt
Duplikačné systémy navyše podporujú normálne zloženie atmosféry: jednorazové absorbčné náplne, filtre na odstraňovanie škodlivých nečistôt a odstraňovanie dymu, ako aj zariadenie na dezinfekciu vzduchu Potok, ktoré sa automaticky zapne každý deň na 6 hodín a dezinfikuje atmosféru ISS.
V prípade núdzovej situácie a problémov v niektorom zo systémov sa spustí alarm. Astronauti musia odhaliť, rozpoznať abnormálnu situáciu a nájsť cestu z nej. Počas pozemného výcviku musia astronauti vypracovať všetky možné núdzové situácie, aj keď pravdepodobnosť ich výskytu na ISS je veľmi malá.
Tréningová trieda (stojany "Air", "BMP", "Electron", "Flow")
Aby sa astronauti dostali z núdzovej situácie, musia pochopiť nielen štruktúru systému, ale aj dobre pochopiť princíp jeho fungovania. V triede sa posádka okrem vedomostí o staničných systémoch učia špeciálne výpočty, napríklad predpovedať zmeny stavu atmosféry počasporuchy v systémoch dodávky zloženia plynu.
Výcvik kozmonautov na prácu s prostriedkami na zabezpečenie zloženia plynu naISS vedie Dmitrij Kuzmich Dedkov, vedúci výskumník oddelenia. D. K. Dedkov je vzdelaním rádiový inžinier, absolvent Kyjevskej vyššej vojenskej školy leteckého inžinierstva. Po skončení vysokej školy bol zaradený do samostatného skúšobného a výcvikového leteckého pluku v Centre výcviku kozmonautov, kde pôsobil ako vedúci laboratória pre kontrolné a záznamové zariadenia. „Zaznamenali sme letové parametre laboratórnych lietadiel v stave beztiaže, všetky experimentálne vedecké parametre, zdravotné parametre operátorov zúčastňujúcich sa na experimentoch. Zakaždým bolo niečo nové,“ hovorí inštruktor.
D. K. Dedkov
V roku 1975 sa Dmitrij Kuzmich presťahoval do metodického oddelenia výskumu centra ako mladší výskumník. Tam sa venoval výskumnej práci a zúčastnil sa praktických experimentov pri výcviku astronautov v lietajúcich laboratóriách. Na svojom konte má približne dvesto letov s „nulovou gravitáciou“. Dedkov sa zároveň v rámci prípravy kozmonautov na extrémne aktivity začal zaujímať o zoskoky padákom s cieľom vyvinúť metódy výcviku kozmonautov počas operácií v r. extrémne situácie. Počas prechodu špeciálneho parašutistického výcviku musí kozmonaut pred otvorením padáka počas voľného pádu vykonávať logické úlohy a hlásiť sa. Všetko, čím si museli prejsť kozmonauti, zažil Dmitrij Kuzmich na vlastnej koži. Okrem toho sa zaoberal testovaním jednotlivých plaveckých zariadení v prípade postriekania zostupového vozidla.
V roku 1987 D. K. Dedkov obhájil doktorandskú prácu o štúdiu metód a modelov tvorby plánov.činnosti posádky kozmickej lode s ľudskou posádkou. Cieľom práce bolo zautomatizovať prípravu letového plánu a cyklogramu činnosti posádky na výcvik. V roku 1988 sa stal vedúcim laboratória na oddelení systémov podpory života. Toto oddelenie prevzal v roku 1994 a v tejto funkcii zotrval až do odchodu do dôchodku v roku 1999. Teraz pokračuje v práci v oddelení chladiacich kvapalín ako vedúci výskumník, vykonáva vedeckú a pedagogickú činnosť, vypracúva technické špecifikácie stojanov na simulátory a udržiava ich v prevádzkyschopnom stave. D. K. Dedkov - ctený tester vesmírne technológie, inštruktor parašutistického výcviku (330 zoskokov), čestný radista.
Nabudúce si povieme niečo o výžive astronautov a« vodné procedúry» na obežnej dráhe.
V neobvyklých podmienkach mimoatmosférického letu musia byť kozmonautom poskytnuté všetky podmienky pre prácu a voľný čas. Potrebujú jesť, piť, dýchať, oddychovať, spať v správnom čase. Takéto jednoduché a obyčajné otázky pre pozemskú existenciu vo vesmíre sa rozvinú do zložitých vedeckých a technických problémov.
Bez jedla sa človek zaobíde pomerne dlho, bez vody - niekoľko dní. Ale bez vzduchu môže žiť len pár minút. Dýchanie je najdôležitejšou funkciou ľudského tela. Ako sa poskytuje pri letoch do vesmíru?
Voľný objem v kozmických lodiach je malý. zvyčajne má na palube asi 9 metrov kubických vzduchu. A za stenami lode je takmer úplné vákuum, zvyšky atmosféry, ktorej hustota je miliónkrát menšia ako na povrchu Zeme.
9 metrov kubických je všetko, čo astronauti majú na dýchanie. Ale to je veľa. Otázkou je len to, čo naplní tento objem, čo budú astronauti dýchať.
Atmosféra obklopujúca človeka na Zemi v suchom stave obsahuje 78,09 percenta hmotnosti dusíka, 20,95 percenta kyslíka, 0,93 percenta argónu a 0,03 percenta oxidu uhličitého. Množstvo ostatných plynov v ňom je takmer zanedbateľné.
Takéto zmes plynovľudia a takmer všetko živé na Zemi je zvyknuté dýchať. Ale možnosti ľudského tela sú širšie. Z celkového atmosférického tlaku na hladine mora tvorí kyslík približne 160 milimetrov. Človek môže dýchať, keď tlak kyslíka klesne na 98 milimetrov ortuti a len pod touto hranicou nastáva „hladovanie kyslíkom“. Ale je možná aj iná možnosť: keď je obsah kyslíka vo vzduchu nad normou. Horná hranica parciálneho tlaku kyslíka pre človeka je na úrovni 425 milimetrov ortuti. Pri vyššej koncentrácii kyslíka dochádza k otrave kyslíkom. Schopnosti ľudského tela teda umožňujú kolísanie obsahu kyslíka asi 4-krát. V ešte širšom rozsahu naše telo znesie kolísanie atmosférického tlaku: od 160 milimetrov ortuti až po niekoľko atmosfér.
Dusík a argón sú inertnou súčasťou vzduchu. Na oxidačných procesoch sa zúčastňuje iba kyslík. Preto vznikla myšlienka: je možné nahradiť dusík v kozmickej lodi ľahším plynom, povedzme héliom. Meter kubický dusík váži 1,25 kilogramu a hélium - iba 0,18 kilogramu, to znamená sedemkrát menej. Pri kozmických lodiach, kde sa počíta s každým kilogramom hmotnosti navyše, to v žiadnom prípade nie je ľahostajné. Experimenty ukázali, že v kyslíkovo-héliovej atmosfére môže človek normálne dýchať. To bolo testované americkými potápačmi počas dlhých ponorov pod vodou.
Z technického hľadiska púta pozornosť aj jednoplynová atmosféra, pozostávajúca z čistého kyslíka. Americké kozmické lode používajú na dýchanie astronautov čistý kyslík s tlakom asi 270 milimetrov ortuti. V tomto prípade je jednoduchšie (a teda jednoduchšie) získať zariadenie na kontrolu tlaku a udržiavanie zloženia atmosféry. Čistý kyslík má však svoje nevýhody: na kozmickej lodi hrozí požiar; dlhodobé vdychovanie čistého kyslíka spôsobuje nepríjemné komplikácie v dýchacom trakte.
Pri vytváraní umelého prostredia v domácich kozmických lodiach normálne zemská atmosféra. Špecialisti, predovšetkým lekári, trvali na tom, aby sa na palube kozmickej lode vytvoril kút pôvodnej planéty s podmienkami čo najbližšie k tým, ktoré obklopujú človeka na Zemi. Všetky technické výhody získané použitím atmosféry s jedným plynom, kyslík-hélium a iné, boli obetované v záujme úplného pohodlia pre astronautov. Všetky parametre sú veľmi blízke normám atmosféry, ktorú dýchame na Zemi. Ukazujú, že automatika „drží“ parametre vzduchu v kabíne veľmi „tuho“, stabilne. Zdá sa, že astronauti dýchajú čistý vzduch Zeme.
Po nástupe astronautov na loď, po utesnení jej oddelení, sa zloženie atmosféry v lodi začalo meniť. Dvaja astronauti spotrebujú asi 50 litrov kyslíka za hodinu a vypustia 80 – 100 gramov vodnej pary, oxidu uhličitého, prchavých produktov látkovej premeny atď.. Potom príde do činnosti klimatizačný systém, ktorý privedie atmosféru „na štandard“, tzn. udržiava všetky svoje parametre na optimálnej úrovni.
Atmosférická regenerácia je založená na efektívnom, overenom fyzickom a chemické procesy. známy chemických látok, ktoré sú v spojení s vodou alebo oxidom uhličitým schopné uvoľňovať kyslík. Ide o superoxidy alkalických kovov - sodík, draslík, lítium. Na to, aby sa pri týchto reakciách uvoľnilo 50 litrov kyslíka – hodinová potreba dvoch astronautov – je potrebných 26,4 gramov vody. A jeho vypustenie do atmosféry dvoma kozmonautmi, ako sme už povedali, dosahuje 100 gramov za hodinu.
Časť tejto vody sa používa na výrobu kyslíka a časť sa uchováva vo vzduchu, aby sa udržala normálna relatívna vlhkosť (medzi 40 a 60 percentami). Prebytočnú vodu musia zachytávať špeciálne absorbéry.
Prítomnosť prachu, omrviniek, úlomkov vo vzduchu je neprijateľná. V nulovej gravitácii to všetko skutočne nepadá na podlahu, ale voľne sa vznáša v atmosfére lode a môže spadnúť do Dýchacie cesty astronautov. Na čistenie vzduchu od mechanických nečistôt existujú špeciálne filtre.
Regenerácia atmosféry v lodi teda spočíva v tom, že časť vzduchu z obytných priestorov je neustále odoberaná ventilátorom a prechádza cez množstvo zariadení klimatizačného systému. Tam sa vzduch prečistí, uvedie do normálu chemické zloženie, vlhkosť a teplotu a opäť sa vráti do kabíny astronautov. Takáto cirkulácia vzduchu prebieha neustále a jej rýchlosť a efektívnosť práce sú neustále kontrolované vhodnou automatizáciou.
Ak sa napríklad nadmerne zvýšil obsah kyslíka v atmosfére lode, riadiaci systém si to okamžite všimne. Dáva príslušné príkazy výkonným orgánom; prevádzkový režim zariadenia sa zmení tak, aby sa znížilo uvoľňovanie kyslíka.
/ Nemusíš ma kopať - toto je "Mir". Proste dobrá fotka
Hymna 13. oddelenia.
Nie sme astronauti, nie sme piloti,
Nie inžinieri, nie lekári.
A my sme inštalatéri:
Vyháňame vodu z moču!
A nie fakíri, bratia, ako my,
Ale bez chvály hovoríme:
Kolobeh vody v prírode je
Zopakujme v našom systéme!
Naša veda je veľmi presná.
Len necháš myšlienku pohybovať sa.
Odpadovú vodu budeme destilovať
Na rajnice a kompóty!
Po prejdení všetkých mliečnych ciest,
Zároveň neschudnete.
S plnou sebestačnosťou
Naše vesmírne systémy.
Koniec koncov, aj koláče sú vynikajúce,
Lula kebab a kalachi
Koniec koncov, z originálu
Materiál a moč!
Neodmietajte, ak je to možné,
Keď sa ráno pýtame
Naplňte banku celkom
Každý aspoň sto gramov!
Musíme sa priateľsky priznať,
Výhody priateľstva s nami:
Pravdaže, bez využitia
V tomto svete sa nedá žiť!!!
Voda je základom života. Na našej planéte určite. Na niektorých Gamma Centauri je snáď všetko inak. S nástupom éry prieskumu vesmíru sa význam vody pre ľudí len zvýšil. Od H2O vo vesmíre závisí veľa: od prevádzky samotnej vesmírnej stanice až po výrobu kyslíka. Prvá kozmická loď nemala uzavretý systém „dodávky vody“. Všetka voda a ďalší „spotrebný materiál“ boli pôvodne na palubu vzaté zo Zeme.
„Predchádzajúce vesmírne misie – Merkúr, Gemini, Apollo vzali so sebou všetky potrebné zásoby vody a kyslíka a do vesmíru vysypali tekutý a plynný odpad,“ vysvetľuje Robert Bagdigian z.
Stručne povedané: systémy podpory života astronautov a astronautov boli „otvorené“ – spoliehali sa na podporu zo svojej domovskej planéty.
O jóde a kozmickej lodi Apollo, úlohe toaliet a možnostiach (UdSSR alebo USA) na likvidáciu odpadu na raných kozmických lodiach vám poviem inokedy.
Na fotografii: prenosný systém podpory života pre posádku Apolla 15, 1968.
Opustil som plaza a priplával som ku skrinke so sanitárnymi výrobkami. Otočil sa chrbtom k pultu, vytiahol mäkkú vlnitú hadicu a rozopol si gombík na nohaviciach.
– Potreba likvidácie odpadu?
Bože…
Samozrejme, že som neodpovedal. Zapol sanie a snažil sa zabudnúť na zvedavý pohľad plaza, ktorý mu vŕtal v chrbte. Neznášam tieto drobné domáce problémy.
/"Hviezdy sú studené hračky", S. Lukjanenko/
Späť k vode a O2.
Dnes má ISS čiastočne uzavretý systém regenerácie vody a pokúsim sa vám priblížiť podrobnosti (pokiaľ som na to sám prišiel).
Naša stanica Mir bola zatopená, keď mala 15 rokov. Teraz majú dva ruské moduly, ktoré sú súčasťou ISS, každý po 17. Ale ISS sa zatiaľ nikto nechystá potopiť...
Efektívnosť využitia regeneračných systémov potvrdzujú skúsenosti z dlhoročnej prevádzky, napríklad orbitálnej stanice MIR, na palube ktorej úspešne fungovali také subsystémy LSS, ako napr.
"SRV-K" - systém na regeneráciu vody z kondenzátu atmosférickej vlhkosti,
"SRV-U" - systém na regeneráciu vody z moču (moču),
"SPK-U" - systém na príjem a uchovávanie moču (moču),
"Elektrón" - systém výroby kyslíka založený na procese elektrolýzy vody,
"Vzduch" - systém odstraňovania oxidu uhličitého,
"BMP" - blok na odstránenie škodlivých mikronečistôt atď.
Podobné regeneračné systémy (s výnimkou SRV-U) v súčasnosti úspešne fungujú na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS).
Kde sa míňa voda na ISS ( najlepšia kvalita Stále nemám schému, ospravedlňujem sa.
Zloženie systému podpory života (SOZH) ISS zahŕňa subsystém na zabezpečenie zloženia plynu (SOGS). Zloženie: prostriedky na kontrolu a reguláciu atmosférického tlaku, zariadenie na vyrovnávanie tlaku, zariadenie na odtlakovanie a tlakovanie PSF, zariadenie na analýzu plynov, systém na odstraňovanie škodlivých nečistôt z bojového vozidla pechoty, systém na odstraňovanie oxidu uhličitého z atmosféry "Vzduch", prostriedky na čistenie ovzdušia. Neoddeliteľnou súčasťou SOGS sú prostriedky zásobovania kyslíkom, vrátane zdrojov kyslíka na tuhé palivo (TEC) a systému výroby kyslíka Elektron-VM z vody. Počas počiatočného štartu mal SM na palube iba 120 kg vzduchu a dva generátory kyslíka na tuhé palivo TGC.
Na dodanie 30 000 litrov vody na palubu orbitálnej stanice MIR a ISS by bolo potrebné zorganizovať ďalších 12 štartov transportnej kozmickej lode Progress, ktorej nosnosť je 2,5 tony. Ak vezmeme do úvahy fakt, že Progressy sú vybavené nádržami pre pitná voda typu „Rodnik“ s objemom 420 litrov, počet dodatočných štartov prepravnej lode „Progress“ sa mal niekoľkonásobne zvýšiť.
Výpočet pre "Marťana":
Na ISS zeolitové absorbéry systému Vozdukh zachytávajú oxid uhličitý (CO2) a uvoľňujú ho do vonkajšieho priestoru. Stratený kyslík v zložení CO2 sa dopĺňa elektrolýzou vody (jej rozkladom na vodík a kyslík). Na ISS to robí systém Electron, ktorý spotrebuje 1 kg vody na osobu a deň. Vodík sa v súčasnosti vypúšťa cez palubu, ale v budúcnosti pomôže premeniť CO2 na cennú vodu a vypúšťaný metán (CH4). A samozrejme pre každý prípad sú na palube kyslíkové bomby a tlakové fľaše.
[
centrum] 
Na obrázku: generátor kyslíka a bežiaci pás na ISS, ktorý zlyhal v roku 2011.
Foto: Astronauti nastavili systém na odplyňovanie kvapalín pre biologické experimenty v mikrogravitácii v laboratóriu Destiny.
Kúpeľňa na vesmírnej stanici vyzerá takto:
V servisnom module ISS boli zavedené a fungujú čistiace systémy Vozdukh a BMP, pokročilé systémy regenerácie kondenzovanej vody SRV-K2M a elektronového generátora kyslíka Electron-VM, ako aj systém zberu a konzervácie moču SPK-UM. Produktivita vylepšených systémov sa zvýšila viac ako 2-krát (poskytuje podporu života posádky až 6 osôb) a znížili sa náklady na energiu a hmotnosť. Za päťročné obdobie (údaje za rok 2006) ich prevádzky sa zregenerovalo 6,8 tony vody a 2,8 tony kyslíka, čo umožnilo znížiť hmotnosť nákladu dodaného na stanicu o viac ako 11 ton. Oneskorenie so zaradením systému regenerácie močovej vody SRV-UM do komplexu LSS neumožnilo regeneráciu 7 ton vody a zníženie hmotnosti dodávky.
- Američania
Procesná voda z amerického prístroja sa dodáva do ruský systém a americký OGS (Oxygen Generation System), kde sa následne „spracuje“ na kyslík.
Proces získavania vody z moču je zložitý technický problém: „Moč je oveľa „špinavší“ ako vodná para, vysvetľuje Carraskillo, Môže korodovať kovové časti a upchať potrubia.“. Systém ECLSS () využíva na čistenie moču proces nazývaný parná kompresná destilácia: moč sa varí, kým sa z neho voda nepremení na paru. Para – prirodzene čistená voda v parnom stave (s výnimkou stôp čpavku a iných plynov) stúpa do destilačnej komory a zanecháva koncentrovanú hnedú kašu nečistôt a solí, ktorú Carraskillo láskavo nazýva „soľanka“ (čo je potom hodený do vonkajší priestor). Para sa potom ochladí a voda kondenzuje. Vzniknutý destilát sa zmieša s vlhkosťou skondenzovanou zo vzduchu a prefiltruje sa do pitného stavu. Systém ECLSS je schopný získať späť 100 % vlhkosti zo vzduchu a 85 % vody z moču, čo zodpovedá celkovej účinnosti asi 93 %.
Vyššie uvedené sa však týka prevádzky systému v pozemských podmienkach. Vo vesmíre vzniká ďalšia komplikácia - para nestúpa hore: nemôže stúpať do destilačnej komory. Preto v modeli ECLSS pre ISS "...otáčame destilačný systém, aby sme vytvorili umelú gravitáciu na oddelenie pary a soľanky", vysvetľuje Carraskillo.
]Výhľad:
Sú známe pokusy získať syntetické sacharidy z odpadových produktov astronautov pre podmienky vesmírnych expedícií podľa schémy:
Podľa tejto schémy sa odpadové produkty spaľujú za vzniku oxidu uhličitého, z ktorého v dôsledku hydrogenácie vzniká metán (). Metán sa môže premeniť na formaldehyd, z ktorého sa v dôsledku polykondenzačnej reakcie () vytvoria monosacharidové sacharidy.
Výsledné monosacharidové sacharidy však boli zmesou racemátov – tetróza, pentóza, hexóza, heptóza, ktoré nemali optickú aktivitu.
Poznámka. Dokonca sa bojím pomyslieť na možnosť prehrabať sa vo „vedomostnej wiki“, aby som pochopil význam týchto pojmov.
Moderné LSS po ich vhodnej modernizácii môžu slúžiť ako základ pre vytvorenie LSS nevyhnutných na prieskum hlbokého vesmíru. Komplex LSS umožní zabezpečiť takmer úplnú reprodukciu vody a kyslíka na stanici a môže byť základom komplexov LSS pre plánované lety na Mars a organizáciu základne na Mesiaci.
Veľká pozornosť sa venuje vytvoreniu systémov, ktoré poskytujú najkompletnejšiu cirkuláciu látok. Na tento účel s najväčšou pravdepodobnosťou využijú proces hydrogenácie oxidu uhličitého podľa Sabatierovej reakcie alebo , ktorý umožní realizovať kolobeh kyslíka a vody:
C02 + 4H2 = CH4 + 2H20
C02 + 2H2 = C + 2H20
V prípade exobiologického zákazu uvoľňovania CH4 do vákua kozmického priestoru sa metán môže premeniť na formaldehyd a neprchavé monosacharidové sacharidy nasledujúcimi reakciami:
CH4 + 02 = CH20 + H20
polykondenzácia
nCH20 -? (CH20)n
Ca(OH)2
Je potrebné poznamenať, že zdroje znečistenia životného prostredia na orbitálne stanice a pre dlhé medziplanetárne lety sú:
- interiérové konštrukčné materiály (polymérne syntetické materiály, laky, farby);
- osoba (pri potení, transpirácii, pri črevných plynoch, pri sanitárnych a hygienických opatreniach, lekárskych prehliadkach a pod.);
- funkčné elektronické zariadenia;
- prepojenia systémov podpory života (odvykacie zariadenie-ACS, kuchyňa, sauna, sprcha);
a oveľa viac.
Je zrejmé, že bude potrebné vytvoriť automatický systém operatívnej kontroly a riadenia kvality biotopu. Nejaký ASOKUKSO?
Ach, nie nadarmo v Baumanke odbornosť v LSS KA (E4. *) študenti volali:
ASS
…ktorý bol dešifrovaný ako:
A z vonka O starostlivosť P pilotované ALE zariadení
Kompletné, takpovediac, ak sa pokúsite ponoriť do.
Ukončenie: možno som nebral do úvahy všetko a niekde som pomiešal fakty a čísla. Potom dopĺňajte, opravujte a kritizujte.
K tejto „verbióze“ ma podnietila zaujímavá publikácia: ktorú prinieslo na diskusiu moje najmladšie dieťa.
Môj syn dnes v škole začal dávať dokopy „výskumný gang“, aby pestoval pekinský šalát v starej mikrovlnnej rúre. Pravdepodobne sa rozhodli zabezpečiť si zeleň pri cestách na Mars. Starú mikrovlnku si budete musieť kúpiť v AVITO, pretože moje stále fungujú. Nepolámať sa predsa zámerne?
Poznámka. na obrázku, v žiadnom prípade nie moje dieťa a nie budúcou obeťou experimentu nie moje mikrovlnná rúra.
Ako som sľúbil [chránený e-mailom], ak niečo vyjde - obrázky a výsledok vyhodím na GIK. Dopestovaný šalát môžem poslať ruskou poštou tým, ktorí si to želajú, za poplatok, samozrejme.
Primárne zdroje:
ACT PRECOV Doktor technických vied, profesor, ctený vedec Ruskej federácie Yu.E. SINYAK (RAS) "SYSTÉMY NA PODPORU ŽIVOTA PRE OBYVATEĽSKÉ VESMÍRNE OBJEKTY (minulosť, súčasnosť a budúcnosť)" / Moskva október 2008. Hlavná časť textu.
"Živá veda" (http://livescience.ru) - Regenerácia vody na ISS.
JSC NIIhimmash (www.niichimmash.ru). Publikácie zamestnancov JSC NIIkhimmash.
Internetový obchod "Potravinový astronauti"
Použité fotografie, videá a dokumenty:
www.geektimes.ru/post/235877 (Philip Terekhov@lozga)
www.gctc.ru
www.bezformata.ru
www.vesvks.ru
www.epizodsspace.no-ip.org
www.techcult.ru
www.membrana.ru
www.yaplakal.com
www.aviaru.rf
www.fotostrana.ru
www.wikipedia.org
www.fishki.net
www.spb.kp.ru
www.nasa.gov
www.heroicrelics.org
www.marshallcenter.org
www.prostislav1.livejournal.com/70287.html
www.liveinternet.ru/users/carminaboo/post124427371
www.files.polkrf.ru
Veľká sovietska encyklopédia (www.bse.uaio.ru)
www.vokrugsveta.ru
Ako to vonia vo vesmíre?
Vo vesmíre nie je možné cítiť vôňu a zasahuje do toho niekoľko vecí naraz. Po prvé, vôňu vytvárajú molekuly uvoľnené nejakou pachovou látkou. Ale vo vesmíre je prázdnota, to znamená, že tam nie sú žiadne pachové látky, žiadne molekuly, ktoré vytvárajú vôňu, jednoducho tam nie je nič cítiť. Po druhé, všetci normálni ľudia vyjdú do vesmíru v zapečatenom skafandri, čo znamená, že ľudský nos nevdýchne nič „kozmické“. Ale na vesmírnej stanici, kde žijú astronauti, je veľa pachov.
Ako vonia vesmírna stanica?
Keď astronauti vstúpia do stanice a zložia si prilbu skafandru, zacítia zvláštny zápach. Vôňa je veľmi silná a zvláštna. Hovorí sa, že je to podobné ako vôňa starého vysušeného kusu pečeného mäsa. Táto „aróma“ však stále vonia horúcim kovom a výparmi zo zvárania. Astronauti sú prekvapivo jednomyseľní v používaní výrazov „mäso-kov“, keď opisujú zápach na Medzinárodnej vesmírnej stanici. Občas však niektorí dodajú, že často páchne ozónom a niečím kyslým, trochu žieravým.
Odkiaľ pochádza tento zápach na ISS?
Predstavte si, ako je na stanici usporiadaný prívod vzduchu, a hneď nájdete odpoveď na túto otázku. Na ISS nemôžete otvoriť okno na vetranie miestnosti a vpustiť čerstvý vzduch zvonku: jednoducho tam nie je žiadny vzduch. Dýchacia zmes je privezená zo Zeme raz za niekoľko mesiacov, takže ľudia na stanici dýchajú rovnaký vzduch, ktorý sa čistí špeciálnymi filtrami. Tieto filtre samozrejme nie sú dokonalé, takže niektoré pachy zostávajú.
Naši kozmonauti porovnávajú stanicu s obytné budovy, ktorý môže zapáchať čímkoľvek. Samotný „dom“ vonia: materiály obloženia a detaily zariadení. Ľudia žijú v „dome“, preto má stanica okrem týchto technických pachov aj nám známe pozemské pachy: napríklad arómu boršču alebo slaniny. Keď sa jeden z astronautov chystá na obed, sám to nezvládne. Zvyšok o tom bude vedieť, aj keď bude na druhom konci stanice. Pachy v stanici sa šíria veľmi rýchlo, pretože vzduch je neustále rozvírený systémom ventilátorov. Je to nevyhnutné, aby sa okolo astronautov nehromadil nimi vydychovaný oblak oxidu uhličitého. Ak sa vzduch nemieša, hladina oxidu uhličitého v okolí astronauta stúpne a človek sa bude cítiť horšie a horšie.
Všetci vieme, že každý vníma pachy po svojom: niektoré arómy, ktoré niektorí členovia posádky milujú, môžu u iných spôsobiť odmietnutie a alergie, takže zoznam produktov, ktoré si môžete vziať so sebou, je prísne regulovaný. Niektorí ľudia však vždy odolajú aj tým najrozumnejším zákazom, ako napríklad americký astronaut John Young, ktorý si v roku 1965 vzal na palubu lode sendvič so šunkou. Členovia posádky najskôr ocenili ostrú dráždivú vôňu šunky a potom dlho zbierali zapáchajúce chlebové omrvinky, ktoré sa rozpŕchli po celej lodi a ako zázrakom nepoškodili vybavenie. Astronauti sú veľmi dobre vychovaní ľudia, takže nikto nevedel, na čo pri zbieraní týchto omrviniek mysleli.
Po príchode na stanicu ucítite okrem technických a „jedlých“ vôní aj štipľavý zápach ľudského potu a prirodzene sa exfoliujúcej pokožky. Zápach potu nás otravuje aj v pozemských podmienkach a vo vesmíre sa človek potí ešte viac. Takže pri vážnom zaťažení môžu astronauti stratiť asi dva kilogramy hmotnosti a, ako viete, veľa sa potiť. Pridajte k tomu fakt, že na ISS nie je sprcha a astronauti používajú na umývanie vlhčené obrúsky a uteráky. Aby atmosféra stanice nepridávala ďalšie pachy, na ISS sú k dispozícii špeciálne hygienické výrobky s nízkym zápachom a akýkoľvek parfum je prísne zakázaný. Viac o tom, ako sa astronauti umývajú, si môžete prečítať tu.
Kto sleduje „kozmickú vôňu“?
Vytvorenie príjemnej atmosféry pre astronautov je úloha, ktorá nie je o nič nižšia ako úloha zaistiť bezpečnosť letu. Cudzie pachy sú extrahované z atmosféry pomocou špeciálnych absorbérov, ale úplne sa zbaviť "aróm" nie je možné. Preto sa pri príprave na let starostlivo vyberajú materiály, z ktorých je interiér kozmickej lode postavený, a veci povolené na palube. Napríklad NASA má tím odborníkov, ktorí sa žartom nazývajú „nosonauti“, ktorí „očuchávajú“ všetko, čo bude na palube lode: plasty, kovy, výmenu spodnej bielizne, vedecké prístroje, hygienické potreby, tenisky a dokonca aj hračku. že astronaut chcel letieť na žiadosť malého syna. K dnešnému dňu je ľudský nos najlepším nástrojom na predstavu, ako budú veci voňať vo vesmíre. Vedci v mnohých krajinách pracujú na probléme vytvárania zariadení, ktoré vnímajú pachy. Ale zatiaľ sa žiadne zariadenie nemôže porovnávať s čuchom psa alebo (kto by to bol povedal) osy. Ale psy, a ešte viac osy, sú mlčanlivé stvorenia, a preto nám nevedia povedať, ako ten či onen predmet vonia. Takže pachové práce musia robiť vyškolení ľudia. Ak teda vymyslíte spôsob, ako dobre zachytiť pachy, možno sa navždy zapíšete do histórie ako veľký vynálezca. Dovtedy budú veci vyslané do vesmíru šnupať ľudia so zaviazanými očami. Oči sú zviazané tak, aby vzhľad predmetu neovplyvňoval vnímanie vône človeka. Niekedy sa kvôli zhonu neuskutočnia pachové testy včas a potom čakajú na posádku na palube lode najrôznejšie prekvapenia. Napríklad astronauti museli vrátiť do raketoplánu tašku s nekontrolovanými uzávermi, pretože páchli „ako prsty kuchára krájajúceho cibuľu“.
V Rusku sa atmosféra kozmickej lode študuje na Inštitúte biomedicínskych problémov. Dokonca aj vo fáze návrhu kozmickej lode odborníci kontrolujú všetky nekovové materiály v utesnených komorách na prítomnosť výrazného zápachu. Ak je taký zápach, materiál je odmietnutý. Hlavnou úlohou špecialistov je zabezpečiť, aby na stanici bolo čo najmenej pachových látok; všetko, čo sa dostane na obežnú dráhu, sa prísne vyberá podľa kritéria zabezpečenia čistoty vzduchu. Preto sa, žiaľ, nezohľadňujú vlastné preferencie členov posádky týkajúce sa pachov na stanici. Astronauti hovoria, že im najviac chýbajú vône zeme: vôňa dažďa, lístia, jabĺk. Niekedy však prísni špecialisti na orbitálne pachy stále dávajú kozmonautom darčeky: pred Novým rokom vložili do kozmickej lode Sojuz mandarínky a vetvičku smreka, aby stanica pocítila nádhernú vôňu dovolenky.
Voda je život. Táto myšlienka je stará tisíce rokov a stále nestratila na aktuálnosti. S nástupom kozmického veku význam vody len vzrástol, keďže od vody vo vesmíre závisí doslova všetko, od prevádzky samotnej vesmírnej stanice až po produkciu kyslíka. Prvé vesmírne lety nemali uzavretý systém „zásobovania vodou“. To znamená, že všetka voda bola pôvodne prijatá na palubu zo Zeme. Dnes má ISS čiastočne uzavretý systém regenerácie vody a v tomto článku sa dozviete podrobnosti.
Odkiaľ pochádza voda na ISS?
Regenerácia vody je opätovná produkcia vody. Odtiaľ je potrebné vyvodiť najdôležitejší záver, že voda sa na ISS spočiatku dodáva zo Zeme. Je nemožné regenerovať vodu, ak nie je pôvodne dodávaná zo Zeme. Samotný proces regenerácie znižuje náklady na vesmírne lety a robí systém ISS menej závislým od pozemných služieb.
Voda dodaná zo Zeme sa na ISS používa mnohokrát. Teraz ISS používa niekoľko metód regenerácie vody:
- Kondenzácia vlhkosti zo vzduchu;
- Čistenie použitej vody;
- Spracovanie moču a tuhého odpadu;
ISS má špeciálne zariadenie, ktoré kondenzuje vlhkosť zo vzduchu. Vlhkosť vo vzduchu je prirodzená, existuje vo vesmíre aj na Zemi. V procese života môžu astronauti vylúčiť až 2,5 litra tekutín denne. Okrem toho má ISS špeciálne filtre na čistenie použitej vody. Ale vzhľadom na to ako sa umývajú astronauti, spotreba vody v domácnosti sa výrazne líši od zemskej. Recyklácia moču a pevného odpadu je novým vývojom, ktorý sa na ISS používa iba od roku 2010.
V súčasnosti potrebuje ISS na svoje fungovanie približne 9 000 litrov vody ročne. Ide o celkové číslo, ktoré odráža všetky výdavky. Voda na ISS sa regeneruje asi z 93 %, takže objem zásob vody na ISS je výrazne nižší. Netreba však zabúdať, že s každým úplným cyklom využívania vody sa jej celkový objem znižuje o 7 %, čím je ISS závislá od dodávok zo Zeme.
Od 29. mája 2009 sa počet členov posádky zdvojnásobil – z 3 na 6 osôb. Zároveň sa zvýšila aj spotreba vody, ale moderné technológie umožnilo zvýšiť počet astronautov na ISS.
Regenerácia vody vo vesmíre
Pokiaľ ide o priestor, je dôležité zvážiť náklady na energiu, alebo ako sa tomu hovorí v odbornej oblasti - hromadné náklady na výrobu vody. Na stanici Mir sa objavil prvý plnohodnotný prístroj na regeneráciu vody, ktorý za celú dobu svojej existencie umožnil „ušetriť“ 58 650 kg nákladu dodaného zo Zeme. Keď si uvedomíme, že dodávka 1 kg nákladu stojí približne 5-6 tisíc amerických dolárov, prvý plnohodnotný systém regenerácie vody znížil náklady o približne 300 miliónov amerických dolárov.
Moderné ruské systémy regenerácie vody - SRV-K2M a Electron-VM umožňujú poskytnúť astronautom na ISS vodu o 63%. Biochemický rozbor ukázal, že regenerovaná voda nestráca svoje pôvodné vlastnosti a je úplne pitná. V súčasnosti ruskí vedci pracujú na vytvorení uzavretejšieho systému, ktorý astronautom poskytne 95 % vody. Existujú vyhliadky na vývoj čistiacich systémov, ktoré zabezpečia 100% uzavretý cyklus.
Americký systém rekuperácie vody - ECLSS bol vyvinutý v roku 2008. Umožňuje nielen zbierať vlhkosť zo vzduchu, ale aj regenerovať vodu z moču a tuhého odpadu. Napriek tomu vážne problémy a častými poruchami počas prvých dvoch rokov prevádzky, dnes ECLSS obnovuje 100 % vlhkosti zo vzduchu a 85 % vlhkosti z moču a pevného odpadu. Vďaka tomu sa na ISS objavila najmodernejšia aparatúra, ktorá umožňuje získať späť až 93 % pôvodného objemu vody.
Čistenie vody
Kľúčom k regenerácii je čistenie vody. Akákoľvek voda sa zhromažďuje v čistiacich systémoch - zvyšky z varenia, špinavá voda z umývania a dokonca aj pot astronautov. Všetka táto voda sa zhromažďuje v špeciálnom destilátore, vizuálne podobnom sudu. Pri čistení vody je potrebné vytvoriť umelú gravitáciu, na to sa destilátor otáča, zatiaľ čo špinavá voda je poháňaná cez filtre. Výsledkom je čistá pitná voda, ktorá svojimi kvalitami v mnohých častiach sveta dokonca predčí pitnú vodu.
V poslednej fáze sa do vody pridá jód. Tento chemický prípravok pomáha predchádzať rozmnožovaniu mikróbov a baktérií a tiež je potrebný prvok pre zdravie astronautov. Je zvláštne, že na Zemi sa jódovaná voda považuje za príliš drahú na masové použitie a namiesto jódu sa používa chlór. Od používania chlóru na ISS sa upustilo kvôli agresivite tohto prvku a väčšiemu prínosu jódu.
Spotreba vody vo vesmíre
Na zabezpečenie života astronautov je potrebné obrovské množstvo vody. Ak v našich dňoch nezaviedli systém regenerácie vody, potom vesmírny výskum určite by uviazol v minulosti. Pri zohľadnení spotreby vody v priestore sa na 1 osobu a deň používajú tieto údaje:
- 2,2 litra - pitie a varenie;
- 0,2 litra - hygiena;
- 0,3 litra - splachovanie toalety;
Spotreba vody na pitie a jedlo je prakticky v súlade s pozemskými normami. Hygiena a toalety sú oveľa menšie, aj keď sú všetky recyklovateľné a znovu použiteľné, ale to si vyžaduje náklady na energiu, takže náklady sa tiež znížili. Zaujímavosťou je, že ak má ruský kozmonaut 2,7 litra vody denne, potom je pre amerických astronautov vyčlenených asi 3,6 litra. Americká misia však naďalej prijíma vodu zo Zeme, ako aj ruských kozmonautov. Ale na rozdiel od ruskej misie, Američania dostávajú vodu v malých igelitových vrecúškach a naši kozmonauti v 22 litrových sudoch.
Použitie recyklovanej vody
Bežný človek by mohol predpokladať, že astronauti na ISS pijú vodu recyklovanú z vlastného moču a pevného odpadu. V skutočnosti to tak nie je, astronauti používajú na pitie a varenie čistú pramenitú vodu zo Zeme. Voda navyše prechádza cez strieborné filtre a je dodávaná na ISS ruským nákladom vesmírna loď"Pokrok".
Pitná voda je dodávaná v 22 litrových sudoch. Voda získaná spracovaním moču a tuhého odpadu sa využíva pre technické potreby. Voda je napríklad nevyhnutná pre činnosť katalyzátorov a pre činnosť systému na výrobu kyslíka. Relatívne povedané, astronauti „dýchajú moč“ a nepijú ho.
Začiatkom roka 2010 sa v médiách objavila informácia, že pre poruchu systému regenerácie vody na ISS dochádza americkým astronautom pitná voda. Vladimir Solovjov, letový riaditeľ ruského segmentu ISS, novinárom povedal, že posádka ISS nikdy nepila vodu získanú regeneráciou z moču. Preto rozpad amerického systému spracovania moču, ktorý v tom čase reálne existoval, nemal vplyv na množstvo pitnej vody. Je pozoruhodné, že americký systém zlyhal dvakrát z rovnakého dôvodu a až na druhýkrát bolo možné zistiť skutočnú príčinu problému. Ukázalo sa, že vplyvom vesmírnych podmienok je vápnik v moči astronautov značne zvýšený. Filtre na spracovanie moču vyvinuté na Zemi neboli určené na takéto biochemické zloženie moču, a preto rýchlo chátrali.
Výroba kyslíka z vody
Sovietski a potom ruskí vedci udávali tempo výroby kyslíka z vody. A ak v otázke regenerácie vody americkí kolegovia mierne predbehli ruských vedcov, tak v otázke produkcie kyslíka sa naši sebavedome držia dlane. Aj dnes ide 20 – 30 % recyklovanej vody z amerického sektora ISS do ruských jednotiek na výrobu kyslíka. Regenerácia vody vo vesmíre úzko súvisí s regeneráciou kyslíka.
Prvé zariadenia na výrobu kyslíka z vody boli inštalované na prístrojoch Saljut a Mir. Výrobný proces je maximálne jednoduchý – špeciálne zariadenia kondenzujú vlhkosť zo vzduchu, a následne z tejto vody elektrolýzou vyrábajú kyslík. Elektrolýza - prechod prúdu cez vodu - je dobre zavedená schéma, ktorá spoľahlivo poskytuje astronautom kyslík.
Dnes sa ku skondenzovanej vlhkosti pridal ďalší zdroj vody – spracovaný moč a tuhý odpad umožňujúce získavanie technickej vody. Priemyselná voda z americkej aparatúry ECLSS sa dodáva do ruského systému a amerického OGS (Oxygen Generation System), kde sa následne „spracuje“ na kyslík.
Vedci sa snažia vyriešiť problém - 100% uzavretý cyklus, ktorý astronautom plne poskytne vodu a kyslík. Jedným z najsľubnejších vývojov je výroba vody z oxidu uhličitého. Tento plyn je produktom ľudského dýchania av súčasnosti sa tento „produkt“ životnej činnosti astronautov prakticky nepoužíva.
Francúzsky chemik Paul Sabotier objavil úžasný efekt, ktorým je možné získať vodu a metán z reakcie vodíka a oxidu uhličitého. Súčasný proces výroby kyslíka na ISS je spojený s uvoľňovaním vodíka, ale ten je jednoducho vyhodený do vesmíru, keďže preň nenájde využitie. Ak sa vedcom podarí zaviesť efektívny systém na spracovanie oxidu uhličitého, bude možné dosiahnuť takmer 100% uzavretie systému a nájsť efektívna aplikácia vodík.
Boschova reakcia nie je o nič menej perspektívna z hľadiska získavania vody a kyslíka, no táto reakcia si vyžaduje extrémne vysoké teploty, takže mnohí odborníci vidia viac perspektív pre Sabotierov proces.
