Побут на орбіті суттєво відрізняється від земного. Невагомість, ізоляція від Землі та автономність станції накладають свій відбиток на повсякденне життя космонавтів під час польоту. Комфортні умови, які такі природні на Землі, що ми навіть не помічаємо їх, забезпечуються на борту МКС цілим рядом складних систем, таких як системи забезпечення газового складу, водозабезпечення, санітарно-гігієнічного забезпечення, живлення та інших. Виконання найзвичніших земних справ на орбіті – це ціла наука. Космонавти вивчають бортові системи на спеціальних курсах і тренуються на практичних заняттях правильно наливати сік, вмиватися, варити суп. У лапках - тому що на МКС не можна просто відкрити холодильник, дістати пакет соку і налити його в склянку або включити воду для вмивання. Всім тонкощам повсякденного життя на МКС космонавтів навчають фахівці науково-дослідного випробувального відділення технічної підготовки космонавтів до льотних і наземних випробувань та експлуатації систем життєзабезпечення орбітальних пілотованих комплексів, супроводу, створення та випробувань тренажерних засобів по системах життє навчально-методичних засобів підготовки

Очолює відділення Андрій Вікторович Скрипніков, випускник Тамбовського авіаційно-інженерного інституту імені Ф. Е. Дзержинського. 2002 року Андрій Вікторович був прийнятий на роботу до Центру підготовки космонавтів.

У відділі систем життєзабезпечення він спочатку готував екіпажі МКС до дій у разі пожежі та розгерметизації, а потім навчав космонавтів роботі із системами життєзабезпечення транспортного корабля «Союз» та скафандром «Сокіл-КВ2». Нині Андрій Вікторович займається організацією та координацією роботи у своєму відділенні.

Чи легко дихається космонавтам?

Створення атмосфери, придатної дихання на борту МКС, — завдання засобів киснезабезпечення та очищення атмосфери. У їх комплекс входять як джерела кисню, так і системи очищення атмосфери, які видаляють вуглекислий газ, мікродомішки, пахучі речовини, знезаражують атмосферу.

Практично всі системи життєзабезпечення, що використовуються на МКС, пройшли випробування та добре зарекомендували себе під час експлуатації станції «Мир».

« Електрон » - Система киснезабезпечення, побудована на принципі електрохімічного розкладання води на кисень і водень. Двічі на добу необхідно контролювати стан системи та повідомляти про нього Землю. Чому?

По-перше, система пов'язана з вакуумом: водень, що утворюється в процесі розкладання води, скидається за борт, а отже, існує можливість розгерметизації станції.

По-друге, в системі є луг, і в жодному разі не можна допустити її попадання на шкіру або в очі.

По-третє, водень та кисень утворюють разом у певних пропорціях «гримучий газ», який може вибухнути, і тому особливо важливо стежити за стабільним станом системи.

Навчальний стенд системи «Електрон»

Усі системи забезпечення життєдіяльності МКС дублюються у разі відмов. Дублюючою для «Електрона» системою єтвердопаливний генератор кисню (ТГК).

Інструктор космонавтів із засобів життєзабезпечення Дмитро Дедков демонструє роботу твердопаливного генератора кисню

Кисень в генераторі отримують з шашок, в яких знаходиться кисне речовина в твердому вигляді. Шашки «підпалюють» (звичайно, йдеться не про відкрите полум'я), і в процесі горіння виділяється кисень. Температура всередині шашки досягає +450? Для однієї людини потрібно близько 600 літрів кисню на добу. Залежно від типу шашки за її згорянні виділяється від 420 до 600 літрів кисню.

Крім того, кисень доставляється на МКС вантажними кораблями«Прогрес» у газоподібному вигляді під високим тиском у шар-балонах.

Для нормальної життєдіяльності на станції потрібно не лише поповнювати атмосферу киснем, а й очищати її від Вуглекислий газ. Перевищення вмісту вуглекислого газу в атмосфері набагато небезпечніше, ніж зниження кількості кисню. Основним засобом для очищення атмосфери від вуглекислого газу єсистема "Повітря".Принцип роботи цієї системи полягає в адсорбції (поглинанні) вуглекислого газу з подальшою регенерацією вакуумної регенерацією поглинальних патронів.

Підготовка системи «Повітря» до роботи

Блок очищення атмосфери від мікродомішок (БМП) очищує повітря від усіляких шкідливих газоподібних домішок в атмосфері станції. Це теж система регенераційного типу, тільки якщо очищення атмосфери та регенерація поглинальних елементів у системі «Повітря» відбувається в автономному режимі циклами по 10, 20 або 30 хвилин і в автоматичному режимі від 10 до 50 хвилин, то в БМП патрони працюють в режимі очищення 18 - 19 діб з наступною регенерацією. Ресурс її основних функціональних елементів - патронів очищення атмосфери— складає 3 роки, але за 10 років роботи системи потреба їх заміни не виникла: газоаналізатори показують відмінний стан атмосфери.

Навчальний стенд блоку очищення від мікродомішок

Крім того, нормальний склад атмосфери підтримують дублюючі системи: одноразові поглинальні патрони, фільтри видалення шкідливих домішок та очищення від диму, а також пристрій знезараження повітря «Потік», який автоматично включається щодобово на 6 годин та знезаражує атмосферу МКС.

У разі позаштатної ситуації та проблем у якійсь із систем спрацьовує аварійна сигналізація. Космонавти повинні виявити, розпізнати позаштатну ситуацію та знайти спосіб виходу з неї. На земних тренуваннях космонавтам потрібно відпрацювати всі можливі позаштатні ситуації, навіть якщо ймовірність їх виникнення на МКС дуже мала.

Навчальний клас (стенди "Повітря", "БМП", "Електрон", "Потік")

Для виходу з позаштатної ситуації космонавти повинні розбиратися не тільки у пристрої системи, але й добре розуміти принцип її роботи. На заняттях, крім знань з систем станції, екіпаж навчають спеціальним розрахункам, наприклад, для прогнозування зміни стану атмосфери привідмови у системах забезпечення газового складу.

Підготовку космонавтів до роботи із засобами забезпечення газового складуМКС веде провідний науковий співробітник відділення Дмитро Кузьмич Дєдков. Д. К. Дедков за освітою – радіоінженер, випускник Київського вищого інженерно-авіаційного військового училища. Після закінчення училища він отримав розподіл до окремого випробувально-тренувального авіаційного полку при Центрі підготовки космонавтів, де служив начальником лабораторії контрольно-реєструючої апаратури. Ми записували параметри польотів літаків-лабораторій під час виконання режимів невагомості, всі експериментальні наукові параметри, медичні параметри операторів, що беруть участь в експериментах. Щоразу було щось нове», — розповідає інструктор.

Д. К.Дєдков

У 1975 році Дмитро Кузьмич перейшов у науково-дослідний методичний відділ Центру як молодший науковий співробітник. Там він займався науково-дослідною роботою та брав участь у практичних експериментах з підготовки космонавтів на лабораторіях, що літають. На його рахунку близько двох сотень польотів "на невагомість". Паралельно, в рамках підготовки космонавтів до екстремальної діяльності, Дідков захопився парашутними стрибками для відпрацювання методик підготовки космонавтів при діях у екстремальних ситуаціях. Під час проходження спеціальної парашутної підготовки космонавт до розкриття парашута, перебуваючи у вільному падінні, має виконувати логічні завдання та вести репортаж. Все, через що довелося пройти космонавтам, раніше на собі відчув Дмитро Кузьмич. Крім того, він займався випробуваннями індивідуальних плавальних засобів у разі приводнення апарату, що спускається.

У 1987 році Д. К. Дедков захистив кандидатську дисертацію, присвячену вивченню методів та моделей формування планів.діяльності екіпажу пілотованого космічного апарату Метою роботи була автоматизація складання плану польоту та циклограми діяльності екіпажу на тренування. 1988 року він став начальником лабораторії у відділі систем забезпечення життєдіяльності. 1994 року він очолив цей відділ і залишався на цій посаді до виходу на пенсію 1999 року. Наразі він продовжує працювати у відділенні СОЖ провідним науковим співробітником, веде наукову та викладацьку діяльність, розробляє технічні завдання на стенди-тренажери та підтримує їх у працездатному стані. Д. К. Дєдков - заслужений випробувач космічної техніки, інструктор парашутно-десантної підготовки (330 стрибків із парашутом), почесний радист.

Наступного разу ми розповімо про харчування космонавтів та« водних процедур» на орбіті.

У незвичних умовах позаатмосферного польоту космонавтам мають бути створені всі умови для роботи та відпочинку. Їм потрібно їсти, пити, дихати, відпочивати, спати певний час. Такі прості та повсякденні для земного буття питання в умовах космосу переростають у складні наукові та технічні проблеми.

Людина може досить довго обходитися без їжі, без води – кілька днів. Але без повітря може жити лише кілька хвилин. Дихання – найважливіша функція людського організму. Як забезпечується вона у космічному польоті?

Вільний обсяг у космічних кораблях невеликий. зазвичай має на борту близько 9 кубічних метрів повітря. А за стінами корабля - майже повний вакуум, залишки атмосфери, щільність якої в мільйони разів менша, ніж у Землі.

9 кубометрів – це все, що мають для дихання космонавти. Але це багато. Питання лише в тому, чим буде заповнено цей обсяг, чим дихають космонавти.

Атмосфера, що оточує людину на Землі, у сухому стані містить за вагою 78,09% азоту, 20,95% кисню, 0,93% аргону, 0,03% вуглекислого газу. Кількість інших газів у ній практично незначна.

Такий газовою сумішшюзвикли дихати людина та майже все живе на Землі. Але можливості людського організму ширші. Із загального атмосферного тиску лише на рівні моря частку кисні припадає приблизно 160 мм. Людина може дихати при зниженні тиску кисню до 98 мм ртутного стовпа, і лише нижче настає «кисневе голодування». Але можливий і інший варіант: коли вміст кисню в повітрі більший за норму. Верхня межа можливого для людини парціального тиску кисню проходить на рівні 425 мм ртутного стовпа. За більшої концентрації кисню настає кисневе отруєння. Отже, можливості організму людини допускають коливання вмісту кисню приблизно 4 разу. У ширших межах наш організм може переносити коливання атмосферного тиску: від 160 мм ртутного стовпа до кількох атмосфер.

Азот та аргон – інертна частина повітря. В окислювальних процесах бере участь лише кисень. Тому виникла думка: а чи не можна у космічному кораблі замінити азот на легший газ, скажімо, гелій. Кубічний метразоту важить 1,25 кілограма, а гелію - всього 0,18 кілограма, тобто у сім разів менше. Для космічних кораблів, де на обліку кожен зайвий кілограм ваги, це не байдуже. Експерименти показали, що у киснево-гелієвій атмосфері людина може нормально дихати. Це було перевірено американськими акванавтами за тривалих підводних занурень.

У технічному відношенні привертає увагу одногазова атмосфера, що складається з чистого кисню. В американських космічних кораблях для дихання космонавтів застосовується чистий кисень при тиску близько 270 мм ртутного стовпа. При цьому простіше (а отже, й легше) виходить апаратура для контролю тиску та підтримання складу атмосфери. Проте чистий кисень має недоліки: виникає загроза пожежі на космічному кораблі; тривале вдихання чистого кисню викликає неприємні ускладнення у дихальних шляхах.

При створенні штучного середовища у вітчизняних космічних кораблях за основу взято нормальне земна атмосфера. Фахівці, насамперед — медики, наполягли на тому, щоб на борту космічних кораблів було створено куточок рідної планети з умовами, якомога ближчими до тих, що оточують людину на Землі. Усі технічні вигоди, що отримуються при застосуванні одногазової атмосфери, киснево-гелієвої та інших, були принесені в жертву задля повного комфорту для космонавтів. Усі параметри дуже близькі до норм тієї атмосфери, якою ми дихаємо Землі. Вони показують, що автоматика "тримає" параметри повітря в кабіні дуже "жорстко", стабільно. Космонавти ніби дихають чистим повітрям Землі.

Після посадки космонавтів у корабель, після герметизації його відсіків, склад атмосфери в кораблі починає змінюватися. Два космонавти споживають в годину близько 50 літрів кисню і виділяють 80-100 грамів водяної пари, вуглекислий газ, леткі продукти обміну речовин та ін. оптимальному рівні.

В основу регенерації атмосфери покладено ефективні, перевірені фізичні та хімічні процеси. Відомі хімічні речовиниякі при з'єднанні з водою або вуглекислим газом здатні виділяти кисень. Це надперекиси лужних металів – натрію, калію, літію. Щоб за цих реакціях виділилося 50 літрів кисню - годинна потреба двох космонавтів, - необхідно 26,4 грама води. А виділення її в атмосферу двома космонавтами, як ми вже сказали, сягає 100 грамів на годину.

Частина цієї води витрачається отримання кисню, частина зберігається у повітрі підтримки нормальної відносної вологості (не більше 40-60 відсотків). Зайва вода повинна вловлюватися спеціальними поглиначами.

Наявність пилу, крихт, сміття у повітрі неприпустиме. Адже в невагомості це не падає на підлогу, а вільно плаває в атмосфері корабля і може потрапляти в дихальні шляхикосмонавтів. Для очищення повітря від механічних забруднень є спеціальні фільтри.

Отже, регенерація атмосфери в кораблі зводиться до того що частина повітря з населених відсіків постійно забирається вентилятором і проходить через ряд пристроїв системи кондиціювання. Там повітря очищується, доводиться до норми хімічного складу, вологості та температури і знову повертається в кабіну космонавтів. Така циркуляція повітря йде постійно, а швидкість її та ефективність роботи неослабно контролюються відповідною автоматикою.

Наприклад, якщо надмірно збільшився вміст кисню в атмосфері корабля, то система контролю негайно помітить це. Вона подає відповідні команди до виконавчих органів; режим роботи установки змінюється те щоб зменшити виділення кисню.

/Пінати мене не треба-це "Світ". Просто фотка хороша/

Гімн 13 відділу.

Не космонавти ми, не льотчики,
Чи не інженери, не лікарі.
А ми водо-водопровідники:
Ми женемо воду з сечі!
І не факіри, братики, наче ми,
Але, не хвастаючись, кажемо:
Кругообіг води в природі ми
У нашій системі повторимо!
Наша наука дуже точна.
Ви тільки дайте думки хід.
Ми переженемо води стічні
На запіканки та компот!
Проїхавши всі дороги Чумацькі,
Не схуднеш разом з тим
При повному самозабезпеченні
Наші космічні системи.
Адже навіть торти чудові,
Люля кебаб та калачі
Зрештою - з вихідного
Матеріалу та сечі!
Не відмовте ж, по можливості,
Коли ми просимо вранці
Наповнити колбу загалом
Бодай кожен по сто грам!

Маємо по-дружньому зізнатися ми,
Що з нами вигідно дружити:
Адже без утилі-тилізації
На білому світі не прожити!

Вода-основа життя. На нашій планеті точно. На якийсь Гамма-Центавра, можливо, все по-іншому. З настанням епохи освоєння космосу значення води в людини лише зросла. Від Н2О в космосі залежить дуже багато: починаючи від роботи самої космічної станції і закінчуючи виробленням кисню. Перші космічні апарати не мали замкнутої системи водопостачання. Вся вода та інші «витратники» бралися на борт спочатку ще з Землі.

"Попередні космічні місії - Меркурій, Джеміні, Аполлон брали з собою всі необхідні запаси води і кисню і скидали рідкі та газоподібні відходи в космос", - пояснює Роберт Багдіжян (Robert Bagdigian).

Якщо сформулювати коротко: системи життєзабезпечення космонавтів і астронавтів були «розімкнутими» – вони покладалися на підтримку рідної планети.

Про йод та КА «Аполон», роль туалетів та варіанти (UdSSR or USA) утилізації відходів життєдіяльності на ранніх КА я розповім в інший раз.

На фото: портативна система життєзабезпечення екіпажу "Аполлон-15", 1968 р.

Залишивши рептилоїда, я підплив до шафки санітарних засобів. Повернувшись спиною до лічильника, дістав м'який гофрований шланг, розстебнув штани.
– Потреба видалення відходів?
Господи…
Відповідати я, звісно, ​​не став. Включив відсмоктування, і спробував забути про цікавий погляд рептилоїду, що бурав спину. Ненавиджу ці дрібні побутові проблеми.

/«Зірки – холодні іграшки», С. Лук'яненко/

Повернуся до води та О2.

Сьогодні на МКС частково замкнута система регенерації води, і я спробую розповісти про подробиці (наскільки сам у цьому розібрався).

Нашу станцію «Мир» затопили, коли їй виповнилося 15 років. Зараз двом російським модулям, які входять до складу МКС, вже теж по 17. Але МКС ніхто поки що топити не збирається.

Ефективність використання регенераційних систем підтверджена досвідом багаторічної експлуатації, наприклад, орбітальної станції «МІР», на борту якого успішно функціонували такі підсистеми СЖО, як:
«СРВ-К» - система регенерації води з конденсату атмосферної вологи,
«СРВ-У» - система регенерації води із сечі (урини),
«СПК-У» - система прийому та консервації сечі (урини),
«Електрон» - система генерування кисню на основі процесу електролізу води,
«Повітря» - система видалення діоксиду вуглецю,
«БМП» - блок видалення шкідливих мікродомішок та ін.

Аналогічні регенераційні системи (за винятком СРВ-У) успішно функціонують в даний час на борту Міжнародної космічної станції (МКС).

Куди витрачається вода на МКС ( кращої якостісхеми все одно немає, мої вибачення):

До складу системи забезпечення життєдіяльності (СОЖ) МКС входить підсистема забезпечення газового складу (СОГС). Склад: засоби контролю та регулювання атмосферного тиску, засоби вирівнювання тиску, апаратуру розгерметизації та наддуву ПХО, газоаналітичну апаратуру, систему видалення шкідливих домішок БМП, систему видалення вуглекислого газу з атмосфери «Повітря», засоби очищення атмосфери. СкладовоюСОГС є засоби киснезабезпечення, що включають твердопаливні джерела кисню (ТІК) та систему отримання кисню з води «Електрон-ВМ». При стартовому запуску на борту СМ було всього лише 120 кг повітря і два твердопаливні генератори кисню ТГК.

Для доставки 30 000 літрів води на борт орбітальної станції «МІР» та «МКС» потрібно було б організувати додатково 12 запусків транспортного корабля «Прогрес», величина корисного навантаження якого становить 2,5 тонни. Якщо взяти до уваги той факт, що «Прогреси» обладнані баками для питної водитипу «Джерельце» ємністю 420 л, то кількість додаткових запусків транспортного корабля «Прогрес» мала б збільшитися в кілька разів.

Розрахунок для "Марсіаніна":

На МКС цеолітові поглиначі системи Повітря захоплюють вуглекислий газ (CO2) і вивільняють його в забортний простір. Кисень, що втрачається у складі CO2, заповнюється за рахунок електролізу води (розкладання її на водень і кисень). Цим на МКС займається система «Електрон», яка витрачає 1 кг води на особу на добу. Водень зараз стравлюють за борт, але в перспективі він допоможе перетворювати CO2 на цінну воду і метан, що викидається (CH4). І звичайно, про всяк випадок на борту є кисневі шашки та балони.
[
center]

На фото: кисневий генератор та тренажер для бігу на МКС, які вийшли з ладу у 2011 році.

На фото: астронавти налагоджують систему дегазації рідини для біологічних експериментів в умовах мікрогравітації в лабораторії «Дестіні».

Санвузол на космічній станції виглядає так:

У службовому модулі МКС введені та функціонують системи очищення «Повітря» та БМП, удосконалені системи регенерації води з конденсату СРВ-К2М та генерації кисню «Електрон-ВМ», а також система прийому та консервації урини СПК-розум. Продуктивність удосконалених систем збільшена більш ніж у 2 рази (забезпечує життєдіяльність екіпажу до 6 осіб), а енерго- та масовитрати знижено. За п'ятирічний період (дані на 2006 р.) їх експлуатації регенеровано 6,8 тонни води 2,8 тонни кисню, що дозволило зменшити масу вантажів, що доставляються на станцію, більш ніж на 11 тонн. Затримка із включенням до складу комплексу СЖО системи регенерації води з урини СРВ-розум не дозволила здійснити регенерацію 7 тонн води та зменшити масу доставки.

- американці

Технічна вода з американського апарату поставляється в російську системуі американську OGS (Oxygen Generation System), де потім переробляється в кисень.

Процес відновлення води із сечі – складне технічне завдання: «Моча набагато «брудніша» водяних випарів,- пояснює Карраскілло, - Вона здатна роз'їдати металеві деталі та засмічувати труби». Система ECLSS () використовує для очищення сечі процес, званий парокомпресійна дистиляція: сеча кип'ятиться до тих пір, поки вода з неї не перетвориться на пару. Пар - природно очищена вода в пароподібному стані (за винятком слідів аміаку та інших газів) - піднімається в дистиляційну камеру, залишаючи концентровану коричневу жижу нечистот і солей, яку Карраскілло милосердно називає «розсолом» (який потім викидається в відкритий космос). Потім пара охолоджується, і вода конденсується. Отриманий дистилят змішується зі вологою, що сконденсується з повітря, і фільтрується до стану, придатного для пиття. Система ECLSS здатна відновити 100% вологи з повітря та 85% води із сечі, що відповідає сумарній ефективності близько 93%.

Описане вище, однак, стосується роботи системи в земних умовах. У космосі з'являється додаткова складність – пара не піднімається нагору: вона не здатна піднятися в дистиляційну камеру. Тому в моделі ECLSS для МКС «…ми обертаємо дистиляційну систему для створення штучної гравітації, щоб розділити пари та розсіл», - пояснює Карраскілло.

]Перспективи:

Відомі спроби отримати синтетичні вуглеводи із продуктів життєдіяльності космонавтів для умов космічних експедицій за схемою:

За цією схемою продукти життєдіяльності спалюються з утворенням вуглецю діоксиду, з якого в результаті гідрування утворюється метан (). Метан може бути трансформований у формальдегід, з якого в результаті реакції поліконденсації () утворюються вуглеводи-моносахариди.

Однак отримані вуглеводи-моносахариди являли собою суміш рацематів - тетроз, пентоз, гексоз, гептоз, що не мають оптичної активності.

Прим.Я навіть злякаюся подумати про можливість покопатися у «вікі-знаннях», щоб вникнути у зміст цих термінів.

Сучасні СЖО після їхньої відповідної модернізації можуть бути покладені в основу створення СЖО, необхідних для освоєння далекого космосу. Комплекс СЖО дозволить забезпечити практично повне відтворення води та кисню на станції і може бути основою комплексів СЖО для польотів до Марсу і організації бази на Місяці.

Велика увага приділяється створенню систем, що забезпечують найповніший кругообіг речовин. З цією метою, найімовірніше, будуть використовувати процес гідрування діоксиду вуглецю за реакцією Сабатьє або , які дозволять реалізувати кругообіг по кисню та воді:

СО2 + 4Н2 = СН4 + 2Н2О
СО2 + 2Н2 = С + 2Н2О

У разі екзобіологічної заборони викиду СН4 у вакуум космічного простору метан може бути трансформований у формальдегід та нелеткі вуглеводи-моносахариди за наступними реакціями:

СН4 + О2 = СН2О + Н2О
поліконденсація
nСН2О -? (СН2О)n
Са (ОН)2

Хочеться відзначити, що джерелами забруднення довкілля на орбітальних станціяхі при тривалих міжпланетних перельотах є:
- конструкційні матеріали інтер'єру (полімерні синтетичні матеріали, лаки, фарби);
- людина (при перспірації, транспірації з кишковими газами, при санітарно-гігієнічних заходах, медичних обстеженнях та ін.);
- працююча електронна апаратура;
- Ланки систем життєзабезпечення (асенізаційний пристрій-АСУ, кухня, сауна, душ);
і багато іншого.

Очевидно, що знадобиться створення автоматичної системи оперативного контролю та управління якістю довкілля. Якась АСОКУКСО?
Ой не дарма в Бауманці спеціальність зі СЖО КА (Е4.*) називалася студентами:

ЖОПА

…
Що розшифровувалося, як:
Жззовні Пробезпека Пілотованих Апрепаратів
Повна, так би мовити, якщо намагатись вникати.

Закінчення:може, я не все врахував і десь переплутав факти, цифри. Тоді доповнюйте, поправляйте та критикуйте.

На це «словоблудність» мене підштовхнула цікава публікація: , яку притягло до обговорення моє молодше чадо.

Мій син сьогодні в школі почав збивання «дослідницької групи-банди» для вирощування пекінського салату в старій мікрохвильовій печі. Ймовірно, вирішили себе забезпечити зеленню під час подорожі на Марс. Стару мікрохвильову печі доведеться купувати на AVITO, т.к. мої поки що все функціонують. Адже не ламати спеціально?

Прим. на світлині, ні в якому разі не моя дитинаі не майбутня жертва експерименту-це не моямікрохвильова піч.

Як я і обіцяв [email protected]якщо щось вийде - фотки і результат скину на ГІК. Вирощений салат можу надіслати поштою РФ бажаючим, за окрему платню, звісно.

Першоджерела:
АКТОВА МОВА доктора технічних наук, професора, заслуженого діяча науки РФ Ю.Є. СИНЯКА (РАН) «СИСТЕМИ ЖИТТЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЖИТТЯ КОСМІЧНИХ ОБ'ЄКТІВ (Минуле, сьогодення та майбутнє)» /Москва Жовтень 2008. Основна частина тексту.
"Жива наука" (http://livescience.ru)-Регенерація води на МКС.
АТ «НДІхіммаш» (www.niichimmash.ru). Публікації співробітників АТ «НДІхіммаш».
Інтернет-магазин «Еда космонавтів»
Використані фото, відео та документи:
www.geektimes.ru/post/235877 (Філіп Терехов@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.авіару.рф
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
Велика радянська енциклопедія (www.bse.uaio.ru)
www.vokrugsveta.ru

Чим пахне у відкритому космосі?

Відчути запах у відкритому космосі неможливо, і заважають цьому одразу кілька речей. По-перше, запах створюють молекули, що виділяються якоюсь пахучою речовиною. Але в космосі порожнеча, а значить, там немає ні пахучих речовин, ні молекул, що створюють запах, там просто нема чого пахнути. По-друге, всі нормальні люди виходитимуть у відкритий космос у герметичному скафандрі, а отже, нічого «космічного» людського носа не вдихне. Зате на космічній станції, де мешкають космонавти запахів достатньо.

Чим пахне на космічній станції?

Коли космонавти потрапляють на станцію та знімають шолом скафандра, вони відчувають особливий запах. Запах дуже різкий та дивний. Кажуть, що він схожий на запах старого засохлого шматка смаженого м'яса. Однак у цьому «ароматі» відчувається ще запах розжареного металу та зварювальної гару. Космонавти напрочуд одностайні у використанні «м'ясо-металевих» термінів при описі запаху на міжнародній космічній станції. Іноді, щоправда, дехто додає, що часто пахне озоном і чимось кислим, трохи їдким.

Звідки береться цей запах МКС?

Уявіть собі, як влаштовано повітряне постачання на станції, і ви одразу знайдете відповідь на це питання. На МКС не можна відкрити кватирку, щоб провітрити приміщення і впустити свіже повітря зовні: там просто немає повітря. Дихальну суміш привозять із Землі раз на кілька місяців, тому на станції люди дихають тим самим повітрям, яке очищають спеціальними фільтрами. Ці фільтри, звісно, ​​не ідеальні, тому деякі запахи залишаються.

Наші космонавти порівнюють станцію з житловим будинком, В якому може пахнути як завгодно. Пахне сам «будинок»: матеріали обшивки та деталі приладів. У «будинку» живуть люди, тому, окрім цих технічних запахів, на станції є і звичні для нас, земні запахи: наприклад, такі, як аромат борщу чи солянки. Коли хтось із космонавтів збирається пообідати, йому не вдасться зробити це поодинці. Інші дізнаються про це, навіть перебуваючи в іншому кінці станції. Запахи на станції поширюються дуже швидко, оскільки повітря постійно перемішується системою вентиляторів. Це необхідно, щоб навколо космонавтів не накопичувалася хмара вуглекислого газу, що видихається. Якщо повітря не перемішувати, навколо космонавта підвищуватиметься рівень вуглекислого газу, і людина почуватиметься все гірше і гірше.
Всі ми знаємо, що кожен сприймає запахи по-своєму: деякі аромати, улюблені одними членами екіпажу, можуть викликати в інших відторгнення та алергію, тому список продуктів, які можна взяти із собою, суворо регламентовано. Однак деякі люди завжди пручаються навіть найрозумнішим заборонам, як, наприклад, американський астронавт Джон Янг, який у 1965 році взяв на борт корабля сендвіч з шинкою. Члени екіпажу спочатку оцінили різкий дратівливий запах шинки, а потім довго збирали пахучі хлібні крихти, що розлетілися по кораблю і не пошкодили обладнання. Космонавти – люди дуже виховані, тож ніхто не дізнався, що вони думали, збираючи ці крихти.

Коли ви прилетите на станцію, окрім технічних і «їстівних» запахів ви відчуєте ще й їдкий запах людського поту і шкіри, що відлущується природним шляхом. Запах поту докучає нам і в земних умовах, а в космосі людина потіє ще сильніше. Так, при серйозних навантаженнях космонавти можуть втратити близько двох кілограмів ваги і, як ви розумієте, дуже спітніти. Додайте до цього той факт, що душа на МКС немає, а для миття космонавти використовують вологі серветки та рушники. Щоб не домішувати додаткових запахів в атмосферу станції, на МКС передбачені спеціальні засоби, що мають слабкий запах, гігієни, а будь-який парфум суворо заборонений. Докладніше про те, як космонавти миються, можна прочитати тут.

Хто стежить за "космічним ароматом"?

Створення комфортної атмосфери для космонавтів – це завдання, яке за своєю важливістю не поступається задачі забезпечення безпеки польоту. Сторонні запахи витягуються з атмосфери спеціальними поглиначами, проте повністю позбутися «ароматів» неможливо. Тому під час підготовки польоту ретельно відбирають матеріали, у тому числі будується інтер'єр космічного апарату, і речі, дозволені на борту. Наприклад, у NASA працює команда експертів, які жартома називають себе «носонавтами», які «обнюхують» все, що буде присутнім на борту корабля: пластики, метали, змінну білизну, наукові прилади, гігієнічні приналежності, кросівки і навіть іграшку, яку астронавтка хотіла взяти в політ на прохання маленького сина. На сьогоднішній день людський ніс – це найкращий прилад, щоб уявити, як речі пахнуть у космосі. Вчені багатьох країн працюють над проблемою створення приладів, що сприймають запахи. Але поки що жоден прилад не може зрівнятися з нюхом собаки або (хто міг би подумати) оси. Але собаки, а тим більше оси - істоти небалакучі і тому не можуть розповісти нам, як пахне той чи інший предмет. От і доводиться нюхальну роботу виконувати тренованим людям. Отже, якщо ви винайдете спосіб добре вловлювати запахи, то, мабуть, назавжди увійдете в історію як великий винахідник. А доти речі, що посилаються в космос, обнюхуватимуть люди, роблячи це із зав'язаними очима. Очі зав'язуються у тому, щоб зовнішній вигляд предмета, не вплинув сприйняття запаху людини. Іноді через поспіх тести на запах провести не встигають, і тоді екіпаж на борту корабля чекають усілякі сюрпризи. Наприклад, астронавтам довелося повернути на борт шатла сумку з неперевіреними застібками, оскільки вони пахли, «як пальці кухаря, що різав цибулю».

У Росії її атмосферою космічних кораблів займаються Інституті медико-біологічних проблем. Ще на етапі проектування космічного апарату фахівці перевіряють усі неметалеві матеріали у герметичних камерах на наявність яскраво вираженого запаху. Якщо такий запах є, матеріал вибраковується. Головне завдання фахівців – щоб на станції було якнайменше пахучих речовин; все, що береться на орбіту, суворо відбирається за критерієм забезпечення чистоти повітря. Тому, на жаль, власні переваги членів екіпажу щодо запахів на станції не враховуються. Космонавти кажуть, що найбільше сумують за запахами землі: запахом дощу, листя, яблук. Однак іноді суворі фахівці з орбітальних запахів все ж таки роблять космонавтам подарунки: у корабель «Союз» перед Новим роком поклали мандарини та гілочку їли, щоб на станції відчули чудовий аромат свята.

Вода – це життя. Цієї думки тисячі років, а вона досі не втратила своєї актуальності. З настанням космічної ери, значення води лише зросла, тому що від води в космосі залежить буквально все, починаючи від роботи самої космічної станції і закінчуючи виробленням кисню. Перші космічні польоти не мали замкнутої системи водопостачання. Тобто вся вода бралася на борт спочатку ще з Землі. Сьогодні на МКС частково замкнута система регенерації води, і в цій статті ви дізнаєтесь про подробиці.

Звідки береться вода на МКС

Регенерація води – це повторне отримання води. Звідси слід зробити найголовніший висновок, що спочатку вода на МКС доставляється із Землі. Неможливо регенерувати воду, якщо спочатку її не доставити із Землі. Сам процес регенерації знижує витрати на космічні польоти і робить систему МКС менш залежною від наземних служб.

Вода, що доставляється із Землі, використовується на МКС багаторазово. Зараз на МКС використовується кілька способів регенерації води:

• Конденсація вологи з повітря;
• Очищення використаної води;
• Переробка урини та твердих відходів;

На МКС встановлено спеціальну апаратуру, яка конденсує вологу з повітря. Волога в повітрі - це природно, вона є і в космосі, і на Землі. У процесі життєдіяльності космонавти можуть виділяти до 2,5 л рідини на добу. Крім цього, на МКС є спеціальні фільтри для очищення використаної води. Але враховуючи те, як миються космонавти, побутова витрата води значно відрізняється від земної. Переробка урини та твердих відходів - це нова розробка, застосована на МКС лише з 2010 року.

На даний момент для функціонування МКС потрібно близько 9000 літрів води на рік. Це загальна цифра, що відбиває всі витрати. Вода на МКС регенерується приблизно на 93%, тому обсяги постачання води на МКС суттєво нижчі. Але не варто забувати, що з кожним повним циклом використання води її загальний обсяг зменшується на 7%, що робить МКС залежною від поставок із Землі.

З 29 травня 2009 року кількість членів екіпажу зросла вдвічі - з 3 до 6 осіб. Разом з цим зросла і витрата води, але сучасні технологіїдозволили збільшити чисельність космонавтів на МКС.

Регенерація води у космосі

Коли йдеться про космос, важливо враховувати енерговитрати, або як їх називають у професійній сфері – масовитрати для виробництва води. Перший повноцінний апарат регенерації води з'явився на станції «Мир», і за весь час існування він дозволив «заощадити» 58650 кг вантажів, що доставляють із Землі. Згадуючи, що доставка 1 кг вантажу коштує близько 5-6 тисяч доларів, перша повноцінна система регенерації води дозволила знизити витрати приблизно на 300 млн доларів США.

Сучасні російські системи регенерації води - СРВ-К2М та Електрон-ВМ дозволяють забезпечити космонавтів на МКС водою на 63%. Біохімічний аналіз показав, що регенерована вода не втрачає своїх вихідних властивостей і цілком придатна для пиття. Зараз російські вчені працюють над створенням більш замкнутої системи, що дозволить забезпечити космонавтів водою на 95%. Існують перспективи розвитку систем очищення, які забезпечать на 100% замкнений цикл.

Американська система регенерації води - ECLSS, була розроблена у 2008-му році. Вона дозволяє не лише зібрати вологу з повітря, а й регенерувати воду із сечі та твердих відходів. Незважаючи на серйозні проблемита часті поломки протягом перших двох років експлуатації, сьогодні ECLSS дозволяє відновити 100% вологи з повітря та 85% вологи із сечі та твердих відходів. В результаті на МКС з'явився сучасний апарат, що дозволяє відновити до 93% початкового обсягу води.

Очистка води

Ключовим моментом у регенерації є очищення води. В очисні системи збирається будь-яка вода - брудна вода від миття, що залишилася від приготування їжі, і навіть піт космонавтів. Вся ця вода збирається до спеціального дистилятора, візуально схожого на бочку. Під час очищення води необхідно створити штучну гравітацію, для цього дистилятор обертається, при цьому брудна вода проганяється через фільтри. В результаті виходить чиста питна вода, яка за своїми якостями навіть перевершує питну воду в багатьох куточках Землі.

На останньому етапі у воду додається йод. Цей хімічний препарат дозволяє запобігти розмноженню мікробів та бактерій, а також є необхідним елементомдля здоров'я космонавтів Цікавий факт, що на Землі йодована вода вважається надто дорогим задоволенням для масового застосування і замість йоду використовується хлор. Від використання хлору на МКС відмовилися через агресивність даного елемента і більшу користь від йоду.

Споживання води у космосі

Для забезпечення життєдіяльності космонавтів потрібна колосальна кількість води. Якби до наших днів не налагодили систему регенерації води, то космічні дослідження, напевно, застрягли б у минулому. Враховуючи витрату води в космосі використовуються такі дані в розрахунку на 1 особу на добу:

• 2,2 літра - питво та приготування їжі;
• 0,2 літра – гігієна;
• 0,3 літра – змив туалету;

Споживання води для пиття та їжі практично відповідає земним нормам. Гігієна та туалет - набагато менше, хоча все це піддається переробці та повторному використанню, але це вимагає енергетичних витрат, тому витрати були також знижені. Цікавий факт, що якщо на російського космонавта на день припадає 2,7 літра води, то на американських астронавтів виділено приблизно 3,6 літра. Американська місія продовжує отримувати воду із Землі, втім як і російські космонавти. Але на відміну від російської місії, американці отримують воду у невеликих пластикових пакетах, а наші космонавти у 22 літрових барилах.

Використання переробленої води

Обиватель може припустити, що космонавти на МКС п'ють воду, перероблену із власної урини та твердих відходів. Насправді ж це не так, для пиття та приготування їжі космонавти використовують чисту джерельну воду, доставлену із Землі. Вода додатково проходить срібні фільтри і доставляється на МКС російським вантажним. космічним кораблем"Прогрес".

Питна вода поставляється у 22 літрових бочках. Воду, отриману шляхом переробки урини та твердих відходів використовують для технічних потреб. Наприклад, вода необхідна для роботи каталізаторів та для роботи системи вироблення кисню. Умовно кажучи, космонавти "дихають уриною", а не п'ють її.

На початку 2010 року в ЗМІ з'явилася інформація, що через поломку в системі регенерації води на МКС, в американських астронавтів закінчується питна вода. Володимир Соловйов, керівник польоту російського сегменту МКС, розповів журналістам, що екіпаж МКС ніколи не пив воду, яку отримували шляхом регенерації з урини. Тому поломка американської системи переробки урини, яка справді була на той момент, не вплинула на кількість питної води. Примітно, що американська системадвічі виходила з ладу з однієї й тієї причини, і лише вдруге вдалося встановити справжню причину проблеми. Виявилося, що через вплив космічних умов у сечі астронавтів сильно підвищується кальцій. Фільтри для переробки урини, розроблені на Землі, не були розраховані на такий біохімічний склад сечі, і тому швидко стали непридатними.

Виробництво кисню із води

Радянські, а потім і російські вчені задають темп у питанні виробництва кисню з води. І якщо у питанні регенерації води американські колеги трохи перегнали російських учених, то у питанні вироблення кисню наші впевнено тримають пальму першості. Навіть сьогодні, 20-30% переробленої води з американського сектору МКС йде до російських апаратів із виробництва кисню. Регенерація води у космосі тісно пов'язана з регенерацією кисню.

Перші апарати з виробництва кисню з води було встановлено ще на апаратах «Салют» та «Мир». Процес виробництва максимально простий - спеціальні прилади конденсують вологу з повітря, а потім електролізу з цієї води виробляють кисень. Електроліз – пропускання струму через воду, є добре відпрацьованою схемою, яка надійно забезпечує космонавтів киснем.

Сьогодні до вологи, що конденсується, додалося ще одне джерело води - перероблена урина і тверді відходидозволяє отримати технічну воду. Технічна вода з американського апарату ECLSS поставляється в російську систему та американську OGS (Oxygen Generation System), де потім переробляється в кисень.

Вчені б'ються над розв'язанням задачі – 100% замкнутий цикл для повного забезпечення космонавтів водою та киснем. Одна з найперспективніших розробок – одержання води з вуглекислого газу. Цей газ є продуктом дихання людини, і нині цей продукт життєдіяльності космонавтів практично не використовується.

Французький хімік - Поль Саботье, відкрив дивовижний ефект, завдяки якому з реакції водню та діоксиду вуглецю можна отримати воду та метан. Нинішній процес виробництва кисню на МКС пов'язаний з виділенням водню, але його просто викидають у відкритий космос, оскільки не знаходять застосування. Якщо вченим вдасться налагодити ефективну систему з переробки вуглекислого газу, то вдасться досягти практично 100% замкнутості системи та знайти ефективне застосуванняводню.

Реакція Боша є не менш перспективною в питаннях отримання води та кисню, але ця реакція вимагає вкрай високих температур, тому за процесом Саботье багато експертів бачать більше перспектив.