Himno ng ika-13 na kagawaran
Hindi kami mga astronaut, hindi mga piloto, (May-akda - Valentin Filippovich Varlamov - pseudonym V. Vologdin)
Ang tubig ang batayan ng buhay. Sa ating planeta, sigurado. Sa ilang "Gamma-Centauri", marahil lahat ay naiiba. Sa pagsisimula ng panahon ng paggalugad sa kalawakan, ang kahalagahan ng tubig para sa mga tao ay nadagdagan lamang. Maraming nakasalalay sa H2O sa kalawakan: mula sa pagpapatakbo ng istasyon ng espasyo mismo sa paggawa ng oxygen. Ang unang spacecraft ay walang saradong sistema ng supply ng tubig. Ang lahat ng tubig at iba pang mga "naubos" ay isinakay nang una, kahit na mula sa Lupa.
"Mga nakaraang misyon sa kalawakan - Kinuha ng Mercury, Gemini, Apollo ang lahat ng kinakailangang mga supply ng tubig at oxygen sa kanila at itinapon ang likido at gas na basura sa kalawakan," paliwanag ni Robert Bagdigian ng Marshall Center.
Sa maikling salita:
Pag-uusapan ko ang tungkol sa yodo at ang Apollo spacecraft, ang papel na ginagampanan ng banyo at mga pagpipilian (UdSSR o USA) para sa pagtatapon ng mga produktong basura sa maagang spacecraft sa ibang oras.
Iniwan ang reptilya, lumangoy ako sa sanitary cabinet. Paglingon niya sa metro, kumuha siya ng isang malambot na gulong na hose at binuksan ang pantalon.
- Kailangan para sa pagtatapon ng basura?
Diyos…
Syempre, hindi ako sumagot. Binuksan niya ang pagsipsip at sinubukang kalimutan ang tungkol sa mausisa na hitsura ng reptilya, nainis ang kanyang likuran. Galit ako sa mga maliliit na problemang ito sa araw-araw.
/ "Ang mga bituin ay malamig na laruan", S. Lukyanenko /
Bumalik sa tubig at O2.
Ngayon ang ISS ay may isang bahagyang nakasara na sistema ng pagbabagong-buhay ng tubig, at susubukan kong pag-usapan ang mga detalye (hanggang sa naisip ko ito mismo).
Alinsunod sa GOST 28040-89 (hindi ko nga alam kung may bisa pa rin ito), "Ang sistema ng suporta sa buhay ng isang astronaut sa isang may lalaking spacecraft na" LSS ng isang astronaut ay pinapanatili ang enerhiya at palitan ng masa ng katawan ng astronaut na may ang kapaligiran sa antas na kinakailangan upang mapanatili ang kanyang kalusugan at kapasidad sa pagtatrabaho. " Ang LSS ng cosmonaut ay may kasamang mga sumusunod na system:
* SOGS - sistema ng suplay ng komposisyon ng gas, * SVO - sistema ng supply ng tubig, * SSGO - sistema ng kalinisan at kalinisan, * SOP - sistema ng supply ng kuryente, * SOTR - system para masiguro ang mga kondisyong pang-init.
Mayroon tayong maipagmamalaki.
"Nauna ang mga Ruso sa amin sa lugar na ito, kahit na ang spacecraft na Salyut at Mir ay nakapagpadala ng kahalumigmigan mula sa hangin at gumamit ng electrolysis - na dumadaan sa isang kasalukuyang kuryente sa pamamagitan ng tubig - upang makagawa ng oxygen."
Robyn Carrasquillo, pinuno ng teknikal na ECLSS.
Paano nagsimula ang lahat (sa amin)
1. SISTEMA NG SUMUSUNOD SA BUHAY SA MATATAKING CABINS NG STRATOSTATS, ROCKETS AT UNANG ARTIFICIAL Satellite ng LUPA
Ang unang pagbisita ng tao sa kalawakan sa kabila ng linya ng Karman sa isang spacecraft ay naunahan ng paglulunsad ng mga stratospheric lobo, rocket at artipisyal na satellite ng lupa, na mayroong mga sistema ng suporta sa buhay para sa mga tao at hayop (karamihan ay para sa mga aso).
Sa mga stratospheric lobo na "USSR-1" (1933) at "Osoaviakhim-1" (1934), kasama sa mga system ng suporta sa buhay ang mga reserba ng cryogenic at gaseous oxygen; ang huli ay nasa mga silindro sa ilalim ng presyon ng 150 atm. Ang Carbon dioxide ay tinanggal gamit ang KhPI - isang kemikal na lime absorber alinsunod sa reaksyon:
Ca (OH) 2 + CO2 = Ca (CO3) + H2O
Kasama sa komposisyon ng KhPI ang 95% Ca (OH) 2 at 5% na mga asbestos.
Sa mga rocket, na ginamit upang mag-usisa malapit sa kalawakan, mayroong isang presyon na cabin na may mga hayop, na may kasamang tatlong silindro para sa isang halo ng hangin at oxygen. Ang carbon dioxide na inilabas ng mga hayop ay tinanggal gamit ang CPI.
Ang kapsula ng "star dogs" Belka at Strelka, kung saan sila bumalik sa Earth:
Sa board ng unang artipisyal na mga satellite sa lupa, ang mga sistema ng suporta sa buhay para sa mga aso ay may kasamang ilang mga elemento ng LSS sa hinaharap para sa mga astronaut: isang aparato para sa pagkain, isang aparato ng dumi sa alkantarilya; ang paglilinis ng himpapawid at pagkakaloob ng oxygen ay isinasagawa gamit ang mga super-peroxide compound, na, sa pagsipsip ng carbon dioxide at singaw ng tubig, naglabas ng oxygen alinsunod sa mga reaksyon:
4KO2 + 2 H2O = 3O2 + 4 KOH
2KON + CO2 = K2 CO2 + H2O
K2 CO3 + H2O + CO2 = 2 KHCO3
2. SISTEMA NG Suporta sa BUHAY PARA SA BIOLOGICAL EARTH SATELLITES TYPE "BION" AT "PHOTON"
Ang mga biological satellite ng Earth - awtomatikong spacecraft na "BION" at "FOTON" ay idinisenyo upang pag-aralan ang impluwensya ng mga space flight factor (walang timbang, radiation, atbp.) Sa katawan ng mga hayop.
Kapansin-pansin na ang Russia ay, sa katunayan, ang tanging bansa sa mundo na may awtomatikong spacecraft para sa pagsasaliksik sa mga biological na bagay. Ang ibang mga bansa ay pinilit na magpadala ng mga hayop sa Space sa aming mga sasakyan.
Sa paglipas ng mga taon, ang mga siyentipikong namumuno sa programa ng BION ay ang O. G. Gazenko at E. A. Si Ilyin. Sa kasalukuyan, ang pang-agham na direktor ng programa na BION ay ang O. I. Orlov, mga representante - E. A. Sina Ilyin at E. N. Yarmanov.
Ang biological satellite na "BION" ay nilagyan ng supply ng tubig at mga sistemang nagpapakain ng hayop, isang sistemang regulasyon ng thermal na kahalumigmigan, isang sistemang pang-araw na gabi, isang sistema ng suplay ng komposisyon ng gas, atbp.
Ang sistema para sa pagbibigay ng komposisyon ng gas ng awtomatikong spacecraft na "BION" at "FOTON" ay dinisenyo upang magbigay ng mga hayop ng oxygen, alisin ang carbon dioxide at mga gas na micro-impurities sa sasakyan ng pinagmulan.
Komposisyon:
Nagbibigay ang system ng mga kumportableng kondisyon sa mapanganib na kapaligiran ng sasakyan na pinagmulan (sarado na dami ng selyadong naglalaman ng 4, 0-4, 5 m3 ng hangin) at binubuo ng tatlong mga regenerative cartridge at isang pagsipsip na kartutso na may isang electric fan para sa bawat kartutso, na nagbibigay ng pagbabagong-buhay ng hangin sa mga tuntunin ng CO2, O2, CO at iba pang mapanganib na mga impurities. Ang pag-on at pag-on ng mga microcompressor ay posible upang maibigay ang nais na komposisyon ng himpapawid ng bagay.
Prinsipyo ng pagpapatakbo: ang hangin ng bagay ay pumped ng isang fan sa pamamagitan ng isang regenerative cartridge, kung saan ito ay nalinis mula sa CO2 at mapanganib na mga impurities at enriched ng oxygen.
Ang labis na carbon dioxide ay tinanggal sa pamamagitan ng pana-panahong paglipat sa cartridge ng pagsipsip. Nagbibigay din ang pagsipsip na kartutso ng paglilinis mula sa nakakapinsalang mga impurities. Gumagana ang system sa isang control at monitoring unit at isang gas analyzer para sa oxygen at carbon dioxide. Kapag ang bahagyang presyon ng oxygen ay bumaba sa 20.0 kPa, ang unang regenerative cartridge ay nakabukas.
Kung ang bahagyang presyon ng oxygen ay mas malaki kaysa sa o katumbas ng 20.8 kPa, ang regenerative cartridge ay pinapatay at nakabukas muli sa isang bahagyang presyon ng oxygen na 20.5 kPa. Ang pangalawa at kasunod na mga cartridge ay nakabukas sa isang bahagyang presyon ng oxygen na 20.0 kPa (napapailalim sa isang pagbaba ng konsentrasyon), habang ang dating nakabukas sa mga kartutso ay patuloy na gumagana.
Ang cartridge ng pagsipsip ay nakabukas pana-panahon sa isang bahagyang presyon ng carbon dioxide na 1.0 kPa, pinapatay ito sa isang bahagyang presyon ng carbon dioxide na 0.8 kPa, anuman ang pagpapatakbo ng regenerative cartridge.
3. SISTEMA NG Suporta sa BUHAY NA NABATAY SA MGA STOK PARA SA CREWS OF SPACE VOSTOK, VOSHOD, SOYUZ, MERCURY, JEMINY, APOLLON, SHUTTLE, ORBITAL STATE
Ang mga sistema ng suporta sa buhay ng sasakyang panghimpapawid ng Sobyet ng uri ng Vostok, Voskhod, Soyuz, pati na rin ang American Mercury, Gemini, Apollo at ang Shuttle na magagamit muli na barko ng transportasyon ay batay sa lahat ng mga supply ng magagamit / u]: oxygen, tubig, pagkain, ibig sabihin para sa pag-aalis ng CO2 at mapanganib na mga impurities sa pagsubaybay.
4. SISTEMA NG SANGGOT NG BUHAY SA REGENERASYON AY NABATAY SA POSISYAL AT KEMIKAL NA PROSESO PARA SA CREWS NG ORBITAL SPACE STATIONS "SALUT", "MIR", "ISS"
Ang paggana ng mga sistema ng suporta sa buhay batay sa mga supply ng mga natupok na kinuha mula sa Earth ay may isang makabuluhang sagabal: ang kanilang masa at sukat ay nagdaragdag sa direktang proporsyon sa tagal ng paglalakbay sa kalawakan at ang bilang ng mga miyembro ng tripulante. Matapos maabot ang isang tiyak na tagal ng paglipad, ang stock-based LSS ay maaaring maging isang hadlang sa pagpapatupad ng ekspedisyon.
Batay sa mga rate ng pagkonsumo ng mga pangunahing bahagi ng LSS, na nakuha bilang isang resulta ng maraming mga taon ng pagsasanay ng pang-matagalang mga orbital flight sa mga istasyon tulad ng SALUT, MIR at ISS (oxygen - 0.96 kg / tao araw, inuming tubig - 2.5 kg / araw ng tao, pagkain - 1, 75 kg / araw ng tao, atbp.), madaling makalkula na ang kinakailangang dami ng mga supply para sa isang tauhan ng 6 - at mga tao sa isang 500-araw na paglipad nang hindi isinasaalang-alang ang masa ng ang mga lalagyan at mga sistema ng pag-iimbak ay nagkakahalaga ng higit sa 58 tonelada (tingnan ang talahanayan). Sa kaso ng paggamit ng mga sistema ng suporta sa buhay batay sa mga supply ng mga naubos, kinakailangan upang lumikha ng mga sistema ng pag-iimbak para sa mga produkto ng mahalagang aktibidad ng mga astronaut: dumi, ihi, atmospheric na kahalumigmigan na condensate, ginamit na sanitary at hygienic at kusina na tubig, atbp.
Sa katunayan iyon ay mahirap ipatupad o hindi man posible (paglipad patungong Mars, halimbawa).
Noong 1967-1968, sa Institute of Medical and Biological Problems ng USSR Ministry of Health, isang natatanging taunang medikal at panteknikal na eksperimento ang isinagawa sa paglahok ng tatlong mga tester: G. A. Manovtseva, A. N. Bozhko at B. N. Ulybysheva. Sa isang pressurized na eksperimento sa kamara, na tumagal ng 365 araw, naganap ang isang medikal, biyolohikal at panteknikal na pagtatasa ng isang bagong kumplikadong mga nagbabagong buhay na sistema ng suporta sa buhay.
Kasama sa LSS ng ground laboratory complex:
* isang sistema para sa pag-aalis ng carbon dioxide, isang sistema para sa paglilinis ng himpapawid mula sa mapanganib na mga impurities sa pagsubaybay, * Sistema ng pagbuo ng oxygen, system ng pagbabagong-buhay ng tubig mula sa mga produktong basurang naglalaman ng kahalumigmigan ng mga tester, kagamitan sa kalinisan at kalinisan, greenhouse, * control at pagsukat ng system ng kagamitan.
Ang mga pang-eksperimentong regenerative life support system na nakabatay sa mga pisikal at kemikal na proseso, na nasubukan sa isang taunang medikal at panteknikal na eksperimento, ay ang prototype ng karaniwang LSS para sa mga tauhan ng mga istasyon ng orbital ng Salyut, MIR at ISS.
Sa kauna-unahang pagkakataon sa pagsasanay ng mundo ng mga manned flight, ang SRV-K regeneration system, isang sistema para sa pagkuha ng inuming tubig mula sa condensate ng isang atmospera ng kahalumigmigan, ay gumagana sa istasyon ng kalawakan ng Salyut-4. Ang mga tauhan ng A. A. Gubarev at G. M. Ginamit ni Grechko ang tubig na muling nabuhay sa sistema ng SRV-K para sa pag-inom at paghahanda ng pagkain at inumin. Nagpapatakbo ang system sa buong manned flight ng istasyon. Ang mga katulad na sistema ng uri ng SRV-K na pinamamahalaan sa mga istasyon ng Salyut-6, Salyut-7, at MIR.
[u] Umatras:
Noong Pebrero 20, 1986, ang istasyon ng orbital ng Soviet na Mir ay pumasok sa orbit.
Noong Marso 23, 2001, siya ay binaha sa Karagatang Pasipiko.
Nabaha ang aming istasyon ng Mir nang ito ay 15 taong gulang. Ngayon ang dalawang mga modyul na Ruso, na bahagi ng ISS, ay nasa 17. Ngunit wala pang lumulunod sa ISS …
Ang kahusayan ng paggamit ng mga sistema ng pagbabagong-buhay ay nakumpirma ng karanasan ng maraming taon ng pagpapatakbo, halimbawa, ng istasyon ng orbital ng MIR, na nakasakay kung saan matagumpay na gumana ang naturang mga subsystem ng LSS bilang:
Ang mga katulad na sistema ng pagbabagong-buhay (maliban sa SRV-U) ay kasalukuyang matagumpay na tumatakbo sa board ng International Space Station (ISS).
Nasaan ang tubig na natupok sa ISS (wala pa ring mas mahusay na pamamaraan sa kalidad, ang aking paghingi ng tawad):
Ang ISS life support system (SSS) ay may kasamang isang subsystem ng suporta sa komposisyon ng gas (SOGS). Komposisyon: nangangahulugang para sa pagsubaybay at pagkontrol ng presyur sa atmospera, nangangahulugang para sa pantay na presyon, kagamitan para sa depressurization at presyuridad ng PxO, kagamitan sa gas na analitiko, isang sistema para sa pag-aalis ng mga nakakasamang dumi ng isang sasakyang nakikipaglaban sa impanterya, isang sistema para sa pagtanggal ng carbon dioxide mula sa himpapawid "Air ", nangangahulugang paglilinis ng kapaligiran. Ang isang mahalagang bahagi ng SOGS ay ang mga kagamitan sa pagtustos ng oxygen, kabilang ang solidong mapagkukunan ng oxygen fuel (TIK) at isang sistema para sa pagkuha ng oxygen mula sa tubig na "Electron-VM". Sa paglulunsad, ang SM ay mayroong lamang 120 kg ng hangin at dalawang solid-fuel oxygen generator na TGK.
Sino ang nagmamalasakit → Live na online na pag-broadcast mula sa webcam hanggang sa ISS.
Pagkalkula para sa "Martian":
Sa ISS, ang mga zeolite absorber ng sistema ng Air ay nakakakuha ng carbon dioxide (CO2) at pinakawalan ito sa labas ng espasyo. Ang oxygen na nawala sa komposisyon ng CO2 ay replenished ng electrolysis ng tubig (ang agnas nito sa hydrogen at oxygen). Ginagawa ito sa ISS ng sistema ng Electron, na kumukonsumo ng 1 kg ng tubig bawat tao bawat araw. Ang hydrogen ay kasalukuyang inaalisan ng tubig sa dagat, ngunit sa pangmatagalang makakatulong itong baguhin ang CO2 sa mahalagang tubig at naglabas ng methane (CH4). At syempre, may mga bombang oxygen at silindro na sakay kung sakali.
[gitna]
[/gitna]
Ang banyo sa istasyon ng kalawakan ay ganito ang hitsura:
Sa module ng serbisyo ng ISS, ang "Air" at BMP purification system, pinabuting mga sistema para sa muling pagbabalik ng tubig mula sa condensate SRV-K2M at oxygen na henerasyon na "Electron-VM", pati na rin ang sistema para sa pagtanggap at pagpapanatili ng ihi SPK-UM ay ipinakilala at ay gumagana. Ang pagganap ng mga pinabuting system ay higit sa doble (tinitiyak ang buhay ng mga tauhan hanggang sa 6 na tao), at ang enerhiya at pagkonsumo ng masa ay nabawasan. Sa loob ng limang taong panahon (data para sa 2006) ng kanilang operasyon, 6, 8 toneladang tubig, 2, 8 toneladang oxygen ang nabuhay muli, na naging posible upang mabawasan ang dami ng kargamento na naihatid sa istasyon ng higit sa 11 tonelada. Ang pagka-antala sa pagsasama ng SRV-UM ihi na tubig regeneration system sa LSS complex ay hindi pinapayagan ang pagbabagong-buhay ng 7 toneladang tubig at bawasan ang bigat ng paghahatid.
"Second Front" - Mga Amerikano
Ang pang-industriya na tubig mula sa kagamitan ng American ECLSS ay ibinibigay sa sistema ng Russia at sa American OGS (Oxygen Generation System), kung saan pagkatapos ay "naproseso" sa oxygen.
Ang proseso ng pagkuha ng tubig mula sa ihi ay isang komplikadong teknikal na problema: - paliwanag ni Carrasquillo, -. Ang ECLSS system (video) ay gumagamit ng isang proseso na tinatawag na distilasyon ng compression ng singaw upang linisin ang ihi: ang ihi ay pinakuluan hanggang sa maging singaw ang tubig. Steam - natural purified water in a vapor state (hindi kasama ang mga bakas ng ammonia at iba pang mga gas) - tumataas sa silid ng paglilinis, na nag-iiwan ng isang puro brown slurry ng dumi sa alkantarilya at mga asin, na mabait na tinawag ni Carrasquillo na "brine" (na kung saan ay itinapon sa kalawakan). Pagkatapos ay pinalamig ang singaw at ang tubig ay nakakondensado. Ang nagresultang distillate ay halo-halong may kahalumigmigan na nakakadala mula sa hangin at sinala sa isang estado na angkop para sa pag-inom. Ang sistema ng ECLSS ay may kakayahang mabawi ang 100% kahalumigmigan mula sa hangin at 85% na tubig mula sa ihi, na tumutugma sa isang kabuuang kahusayan na halos 93%.
Gayunpaman, ang nasa itaas ay nalalapat sa pagpapatakbo ng system sa mga pang-terrestrial na kondisyon. Sa kalawakan, lilitaw ang isang karagdagang komplikasyon - ang singaw ay hindi tumaas: hindi ito maaaring tumaas sa silid ng paglilinis. Samakatuwid, sa modelo ng ECLSS para sa ISS, ipinaliwanag ni Carrasquillo.] Mga Pananaw:
Mayroong mga kilalang pagtatangka upang makakuha ng mga gawa ng tao na karbohidrat mula sa mga basurang produkto ng mga astronaut para sa mga kondisyon ng paglalakbay sa kalawakan ayon sa pamamaraan:
Ayon sa pamamaraan na ito, ang mga produktong basura ay sinusunog sa pagbuo ng carbon dioxide, kung saan, bilang resulta ng hydrogenation, nabuo ang methane (Sabatier reaksyon). Ang methane ay maaaring mabago sa formaldehyde, kung saan nabuo ang monosaccharide carbohydrates bilang isang resulta ng polycondension reaction (Butlerov reaction).
Gayunpaman, ang nakuha na monosaccharide carbohydrates ay isang halo ng racemates - tetrose, pentose, hexose, heptose, na walang optik na aktibidad.
Tinatayang Natatakot pa akong isipin ang posibilidad ng paghuhukay sa "kaalaman sa wiki" upang maunawaan ang kahulugan ng mga term na ito.
Ang modernong LSS, pagkatapos ng kanilang naaangkop na paggawa ng makabago, ay maaaring magamit bilang batayan sa paglikha ng LSS na kinakailangan para sa malalim na paggalugad sa kalawakan. Gagawin ng LSS complex na posible upang matiyak ang halos kumpletong pagpaparami ng tubig at oxygen sa istasyon at maaaring maging batayan ng mga LSS na kumplikado para sa mga nakaplanong flight sa Mars at ang samahan ng isang base sa Buwan.
Ang pansin ay binabayaran sa paglikha ng mga system na tinitiyak ang pinaka kumpletong sirkulasyon ng mga sangkap. Para sa layuning ito, malamang, gagamitin nila ang proseso ng hydrogenation ng carbon dioxide ayon sa reaksyon ng Sabatier o Bosch-Boudoir, na ginagawang posible na ipatupad ang oxygen at water cycle:
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
CO2 + 2H2 = C + 2H2O
Sa kaso ng pagbabawal ng exobiological ng paglabas ng CH4 sa vacuum ng kalawakan, ang methane ay maaaring mabago sa formaldehyde at non-pabagu-bago na carbohydrates-monosaccharides ng mga sumusunod na reaksyon:
CH4 + O2 = CH2O + H2O
polycondensation
nСН - -? (CH2O) n
Ca (OH) 2
Nais kong tandaan na ang mga mapagkukunan ng polusyon ng tirahan sa mga istasyon ng orbital at sa panahon ng mahabang flight ng interplanitary ay:
Malinaw na, kinakailangan upang lumikha ng isang awtomatikong sistema ng pagpapatakbo control at pamamahala ng kalidad ng kapaligiran. Ilang ASOKUKSO?
Oh, hindi para sa wala na sa Baumank ang specialty sa SZHO KA (E4. *) Tinawag ng mga mag-aaral:
Asno
Ano ang naisip na:
Fsa labas Okawalang-ingat NSkaibig-ibig Apatakaran ng pamahalaan
Kumpleto, kung kaya't magsalita, kung susubukan mong tuklasin ito.
Wakas: marahil ay hindi ko isinasaalang-alang ang lahat at naghalo-halo ng mga katotohanan at numero saanman. Pagkatapos ay idagdag, itama at pintasan.
Ang "verbiage" na ito ay sinenyasan ng isang nakawiwiling publikasyon: "Mga Gulay para sa mga Astronaut: Kung Paano Lumalaki ang Mga Gulay sa NASA Laboratories", na dinala ng aking bunsong anak para sa talakayan.
Ang aking anak na lalaki ngayon sa paaralan ay nagsimulang magkasama ng isang "research gang" upang mapalago ang Peking salad sa isang lumang microwave. Marahil, napagpasyahan nilang bigyan ang kanilang sarili ng halaman sa paglalakbay sa Mars. Bibili ka ng isang lumang microwave sa AVITO, sapagkat functional pa rin ang minahan. Kusa itong basagin?
Tinatayang nasa litrato, hindi sa anumang paraan anak ko at hindi ang hinaharap na biktima ng eksperimento ay hindi saakin microwave.
Tulad ng ipinangako kong marka @ marka, kung may lalabas - ang mga larawan at ang resulta ay itatapon ko sa GIK. Maaari kong ipadala ang lumaking salad sa pamamagitan ng koreo sa mga nais, para sa bayad, syempre.
Pangunahing pinagmumulan:
Ginamit ang larawan, video at mga dokumento:
