Ilmakehän ulkopuolisen lennon epätavallisissa olosuhteissa kosmonauteilla on oltava kaikki työ- ja lepoolosuhteet. Heidän täytyy syödä, juoda, hengittää, levätä ja nukkua sopivan ajan. Tällaiset yksinkertaiset ja tavalliset maallisen olemassaolon kysymykset avaruusolosuhteissa kehittyvät monimutkaisiksi tieteellisiksi ja teknisiksi ongelmiksi.

Ihminen voi olla ilman ruokaa melko pitkään, ilman vettä - useita päiviä. Mutta ilman ilmaa hän voi elää vain muutaman minuutin. Hengitys on ihmiskehon tärkein tehtävä. Miten se varmistetaan avaruuslennolla?

Avaruusaluksissa vapaa tilavuus on pieni. tyypillisesti koneessa on noin 9 kuutiometriä ilmaa. Ja laivan seinien takana on lähes täydellinen tyhjiö, ilmakehän jäänteet, jonka tiheys on miljoonia kertoja pienempi kuin maan pinnan.

9 kuutiometriä on kaikki mitä astronautit tarvitsevat hengittää. Mutta tämä on paljon. Ainoa kysymys on, millä tämä tilavuus täytetään, mitä astronautit hengittävät.

Maapallon ihmistä ympäröivä ilmakehä kuivassa tilassa sisältää painosta 78,09 prosenttia typpeä, 20,95 prosenttia happea, 0,93 prosenttia argonia ja 0,03 prosenttia hiilidioksidia. Muiden kaasujen määrä siinä on käytännössä merkityksetön.

Ihmiset ja melkein kaikki maan elävät olennot ovat tottuneet hengittämään tätä kaasuseosta. Mutta ihmiskehon mahdollisuudet ovat laajemmat. Merenpinnan ilmanpaineesta hapen osuus on noin 160 millimetriä. Ihminen voi hengittää, kun hapenpaine laskee 98 elohopeamillimetriin, ja vain sen alapuolella esiintyy "happinälkää". Mutta myös toinen vaihtoehto on mahdollinen: kun ilman happipitoisuus on normaalia korkeampi. Ihmiselle mahdollisen hapen osapaineen yläraja on 425 elohopeamillimetriä. Suuremmilla happipitoisuuksilla tapahtuu happimyrkytys. Joten ihmiskehon kyvyt sallivat happipitoisuuden vaihtelut noin 4 kertaa. Vielä laajemmissa rajoissa kehomme kestää ilmanpaineen vaihteluita: 160 elohopeamillimetristä useisiin ilmakehoihin.

Typpi ja argon ovat ilman inertti osa. Vain happi osallistuu hapetusprosesseihin. Siksi syntyi ajatus: onko mahdollista korvata typpi avaruusaluksessa kevyemmällä kaasulla, esimerkiksi heliumilla. Kuutiometri typpeä painaa 1,25 kiloa ja helium vain 0,18 kiloa, eli seitsemän kertaa vähemmän. Avaruusaluksissa, joissa jokainen ylimääräinen painokilo otetaan huomioon, tämä ei ole mitenkään välinpitämätön. Kokeet ovat osoittaneet, että happi-helium-ilmakehässä ihminen voi hengittää normaalisti. Amerikkalaiset akvanautit testasivat tätä pitkien vedenalaisten sukellusten aikana.

Myös puhtaasta hapesta koostuva yksikaasuinen ilmakehä herättää teknisesti huomiota. Amerikkalaisissa avaruusaluksissa astronautit käyttävät puhdasta happea noin 270 elohopeamillimetrin paineessa hengittämiseen. Samaan aikaan laitteet paineen hallintaan ja ilmakehän koostumuksen ylläpitämiseen ovat yksinkertaisempia (ja siksi kevyempiä). Puhtaalla hapella on kuitenkin haittapuolensa: avaruusaluksessa on tulipalon vaara; pitkäaikainen puhtaan hapen hengittäminen aiheuttaa epämiellyttäviä komplikaatioita hengitysteihin.

Kotimaisissa avaruusaluksissa keinotekoista ympäristöä luotaessa lähtökohtana on maapallon normaali ilmakehä. Asiantuntijat, pääasiassa lääkärit, vaativat, että avaruusaluksille luodaan kotiplaneetan kulma, jonka olosuhteet ovat mahdollisimman lähellä niitä, jotka ympäröivät ihmisiä maan päällä. Kaikki tekniset edut, jotka saatiin käyttämällä yhden kaasun ilmakehää, happi-heliumia ja muita, uhrattiin astronautien täydellisen mukavuuden vuoksi. Kaikki parametrit ovat hyvin lähellä maapallolla hengittämämme ilmakehän normeja. Ne osoittavat, että automaatio "pitää" matkustamon ilmaparametrit erittäin "tiukasti" ja vakaasti. Astronautit näyttävät hengittävän Maan puhdasta ilmaa.

Kun astronautit ovat nousseet alukseen, sen osastot on suljettu, aluksen ilmakehän koostumus alkaa muuttua. Kaksi astronauttia kuluttaa noin 50 litraa happea tunnissa ja päästää 80-100 grammaa vesihöyryä, hiilidioksidia, haihtuvia aineenvaihduntatuotteita jne. Sitten tulee voimaan ilmastointijärjestelmä, joka saa ilmakehän "kuntoon", eli se säilyttää kaikki parametrinsa optimaalisella tasolla.

Ilmakehän regeneraatio perustuu tehokkaisiin, todistettuihin fysikaalisiin ja kemiallisiin prosesseihin. Tunnetaan kemikaaleja, jotka yhdistettynä veteen tai hiilidioksidiin kykenevät vapauttamaan happea. Nämä ovat alkalimetallisuperoksidit - natrium, kalium, litium. Jotta nämä reaktiot vapauttaisivat 50 litraa happea - kahden astronautin tunnin tarve - tarvitaan 26,4 grammaa vettä. Ja sen vapauttaminen ilmakehään kahden astronautin toimesta, kuten olemme jo sanoneet, saavuttaa 100 grammaa tunnissa.

Osa tästä vedestä käytetään hapen tuottamiseen, kun taas osa varastoidaan ilmaan normaalin suhteellisen kosteuden ylläpitämiseksi (40–60 prosentin sisällä). Ylimääräinen vesi on kerättävä erityisillä imeytysaineilla.

Pölyn, murujen ja roskien esiintyminen ilmassa ei ole hyväksyttävää. Loppujen lopuksi nollapainovoimassa kaikki tämä ei putoa lattialle, vaan kelluu vapaasti aluksen ilmakehässä ja voi päästä astronautien hengitysteihin. On olemassa erityisiä suodattimia, jotka puhdistavat ilman mekaanisista epäpuhtauksista.

Ilmakehän uudistuminen laivassa siis johtuu siitä, että osa asumiskelpoisten osastojen ilmasta imeytyy jatkuvasti tuulettimeen ja kulkee useiden ilmastointilaitteiden läpi. Siellä ilma puhdistetaan, saatetaan normaalille tasolle kemiallisen koostumuksen, kosteuden ja lämpötilan suhteen ja palautetaan jälleen astronautin hyttiin. Tämä ilmankierto on vakio, ja sen nopeutta ja tehokkuutta ohjataan jatkuvasti asianmukaisella automaatiolla.

Esimerkiksi jos laivan ilmakehän happipitoisuus on noussut liikaa, ohjausjärjestelmä huomaa tämän välittömästi. Hän antaa asianmukaiset komennot toimeenpanoelimille; Laitoksen toimintatapaa muutetaan hapen vapautumisen vähentämiseksi.

Jos resurssit ovat rajalliset, sinun on työskenneltävä sen kanssa, mitä sinulla on, etenkin ulkoavaruuden ankarissa olosuhteissa. Tietysti rahtilaivoja lähetetään säännöllisesti ISS:lle tarvikkeineen, mutta pitkillä tehtävillä omavaraisuus on tärkeää. Siksi on välttämätöntä kierrättää ja käyttää uudelleen arvokkaita luonnonvaroja, mukaan lukien happi.

Raikas ilma

Nyt tutkijat tutkivat aktiivisesti, kuinka fotosynteesi (prosessi, jossa organismi muuttaa valon energiaksi hapen muodossa olevan sivutuotteen avulla) tapahtuu avaruudessa. Tätä varten he ottivat Arthrospira-mikrolevän (spirulina) ja upotivat sen fotobioreaktoriin (valolla täytetty sylinteri). Asemalla hiilidioksidi muunnetaan hapeksi ja syötäväksi biomassaksi (proteiineiksi) fotosynteesin avulla.

Tiedämme, kuinka tämä tapahtuu maanpäällisissä olosuhteissa, mutta on tärkeää testata prosessia avaruudessa. Koe suoritetaan kuukauden sisällä, kun levien hapen määrä muuttuu riittävästi.

Maahan palaamisen jälkeen mikrolevät analysoidaan huhtikuussa 2018. Geneettinen tieto antaa selkeämmän kuvan painottomuuden ja säteilyn vaikutuksista kasvisoluun. Arthrospiran tiedetään olevan erittäin säteilynkestävä, mutta sen maksimiominaisuudet on testattava.

Hanke on osa Melissa (Alternative Life Support) -ohjelmaa. Hän vastaa monista tutkimus- ja koulutustoiminnasta, kuten AstroPlant-projektista, joka kerää tietoa kasvien kasvusta eri puolilla maapalloa.

Tätä seuraa Uriniss-projekti, joka tutkii virtsan kierrätystä typpikaasun, energian, mahdollisten kasviravinteiden ja veden syntymiseksi.

"Edelliset avaruustehtävät - Mercury, Gemini, Apollo - veivät mukanaan kaikki tarvittavat vesi- ja happivarastot ja heittivät nestemäistä ja kaasumaista jätettä avaruuteen", selittää Robert Bagdigian Marshall Centeristä. Lyhyesti sanottuna astronautien elämää ylläpitävät järjestelmät olivat "avoin silmukan" - ne luottivat maan tukeen, mikä on osittain totta tänään Kansainvälisen avaruusaseman (ISS) kohdalla.

Pitkiä tehtäviä varten on kuitenkin järkevää sulkea järjestelmä - eli kierrättää ilmaa ja likaista vettä sen sijaan, että se heittäisi pois. Lähitulevaisuudessa tällaisen regenerointijärjestelmän testit suoritetaan ISS:llä. Projektin nimi on Environmental Control and Life Support Systems, joka tunnetaan paremmin lyhenteellä ECLSS. Robert Bagdizhyan on tämän projektin johtaja.

ECLSS-veden regenerointijärjestelmä

"Venäläiset olivat meitä edellä tällä alueella", sanoo ECLSS-projektin tekninen johtaja Robyn Carrasquillo. "Jopa Salyut- ja Mir-avaruusalukset kykenivät kondensoimaan kosteutta ilmasta ja käyttivät elektrolyysiä - sähkövirtaa ohjaamalla veden läpi - hapen tuotanto." NASAn kehittämä ECLSS-järjestelmä lanseerataan ISS:llä vuonna 2008, ja se menee vielä pidemmälle regeneraation suhteen - se pystyy saamaan juomavettä paitsi haihtumalla myös virtsasta.

Veden talteenotto virtsasta on monimutkainen tekninen tehtävä: "Vitsa on paljon likaisempaa kuin vesihöyry", Carrasquillo selittää. "Se voi syövyttää metalliosia ja tukkia putkia." ECLSS-järjestelmä käyttää prosessia nimeltä höyrypuristustislaus virtsan puhdistamiseen: virtsaa keitetään, kunnes siinä oleva vesi muuttuu höyryksi. Höyry – luonnollisesti puhdistettu vesi höyrytilassa (ilman ammoniakin ja muiden kaasujen jälkiä) – nousee tislauskammioon jättäen tiivistetyn ruskean lietteen epäpuhtauksista ja suoloista, jota Carrasquillo hyväntekeväisyydessään kutsuu "suolavedeksi" (joka päästetään sitten ulkoavaruuteen) ). Sitten höyry jäähtyy ja vesi tiivistyy. Saatu tisle sekoitetaan ilmasta tiivistyneen kosteuden kanssa ja suodatetaan juotavaksi sopivaan tilaan. ECLSS-järjestelmä pystyy ottamaan talteen 100 % kosteutta ilmasta ja 85 % vedestä virtsasta, mikä vastaa noin 93 % kokonaishyötysuhdetta.

Edellä oleva koskee kuitenkin järjestelmän toimintaa maanpäällisissä olosuhteissa. Avaruudessa syntyy lisäkomplikaatio - höyry ei nouse ylös: se ei pysty nousemaan tislauskammioon. Joten ISS:n ECLSS-mallissa "...pyöritämme tislausjärjestelmää luodaksemme keinotekoisen painovoiman höyryjen ja suolaveden erottamiseksi", Carrasquillo selittää.

Lisäksi avaruusaluksen mikrogravitaatiossa hiukset, ihohiukkaset, nukka ja muut epäpuhtaudet jäävät ilmaan eivätkä putoa lattialle. Tästä johtuen tarvitaan vaikuttava suodatusjärjestelmä. Puhdistusprosessin lopussa veteen lisätään jodia mikrobien kasvun hidastamiseksi (Maan veden puhdistamiseen käytetty kloori on kemiallisesti liian aktiivista ja vaarallista varastoida avaruusolosuhteissa).

ISS:n veden regenerointijärjestelmä, joka painaa noin puolitoista tonnia, "...tuottaa puoli gallonaa vettä tunnissa, mikä on enemmän kuin kolmen hengen miehistön tarpeet", Carrasquillo sanoi. "Tämä mahdollistaa avaruusasema tukemaan jatkuvasti kuuden astronautin elämää." Järjestelmä on suunniteltu tuottamaan juomakelpoista vettä "...puhtausstandardit korkeammat kuin useimmat maapallon kunnalliset vesijärjestelmät", Bagdijian lisäsi.

Veden talteenottojärjestelmä tuottaa miehistölle juomaveden lisäksi vettä ECLSS:n toiseen osaan: happigenerointijärjestelmään (OGS). OGS:n toimintaperiaate on elektrolyysi. Vesimolekyylit jakautuvat hengitykseen välttämättömäksi hapeksi ja vedyksi, joka poistetaan avaruusaluksesta. "Ilman tuotantosykli vaatii riittävän puhdasta vettä, jotta elektrolyysikammiot eivät tukkeudu", Bagdizhyan korostaa.

"Regenerointi on paljon tehokkaampaa kuin aseman toimittaminen uudelleen maasta", Carrasquillo sanoo, varsinkin sen jälkeen, kun sukkulat ovat lopettaneet käyttöikänsä vuonna 2010. 93 %:n talteenotto likaisesta vedestä on vaikuttavaa, mutta usean kuukauden ja usean vuoden lennoilla Kuuhun ja Marsiin ECLSS-järjestelmän myöhempien versioiden on saavutettava lähes 100 % tehokkuus. Tässä tapauksessa astronautit ovat valmiita selviytymään "dyynimme" olosuhteissa.

Emme ole astronauteja, emme lentäjä,
Ei insinöörejä, ei lääkäreitä.
Ja olemme putkimiehiä:
Ajamme veden pois virtsasta!
Eikä fakiireja, veljiä, kuten me,
Mutta kerskailematta sanomme:
Veden kiertokulku luonnossa me
Toistamme sen järjestelmässämme!
Tieteemme on erittäin tarkkaa.
Anna ajatusten mennä.
Tislaamme jätevedet
Padille ja kompottille!
Ohitettuaan kaikki Linnun tiet,
Et laihduta samalla
Täydellä omavaraisuudella
Tilajärjestelmämme.
Loppujen lopuksi jopa kakut ovat erinomaisia,
Lula kebabia ja kalachia
Lopulta - alkuperäisestä
Materiaali ja virtsa!
Älä kieltäydy, jos mahdollista
Kun kysymme aamulla
Täytä pullo yhteensä
Vähintään sata grammaa kumpikin!
Meidän on tunnustettava ystävällisesti,
Mitä hyötyä on ystävyydestämme:
Loppujen lopuksi ilman kierrätystä
Et voi elää tässä maailmassa!!!

(Kirjoittaja - Valentin Filippovich Varlamov - salanimi V. Vologdin)

Vesi on elämän perusta. Varmasti planeetallamme. Joissakin Gamma Centauriissa kaikki voi olla toisin. Avaruustutkimuksen myötä veden merkitys ihmisille on vain kasvanut. Paljon riippuu H2O:sta avaruudessa itse avaruusaseman toiminnasta hapen tuotantoon. Ensimmäisessä avaruusaluksessa ei ollut suljettua "vesihuoltojärjestelmää". Kaikki vesi ja muut "kulutustarvikkeet" otettiin aluksi alukselle maasta.

"Edelliset avaruustehtävät - Mercury, Gemini, Apollo veivät mukanaan kaikki tarvittavat vesi- ja happivarastot ja heittivät nestemäistä ja kaasumaista jätettä avaruuteen.", selittää Robert Bagdigian Marshall Centeristä.

Lyhyesti sanottuna: kosmonautien ja astronautien elämää ylläpitävät järjestelmät olivat "avoimia" - he luottivat tukeen kotiplaneetaltaan.

Puhun jodista ja Apollo-avaruusaluksista, wc-tilojen roolista ja vaihtoehdoista (UdSSR tai USA) varhaisten avaruusalusten jätteiden hävittämiseksi toisella kertaa.

Kuvassa: Apollo 15:n miehistön kannettava elämäntukijärjestelmä, 1968.

Jätin matelijan, uin hygieniatuotekaappiin. Hän käänsi selkänsä mittarille, otti pehmeän aallotetun letkun ja avasi housunsa napit.
– Jätteiden hävittäminen?
Jumala…
En tietenkään vastannut. Hän käänsi imuvoiman päälle ja yritti unohtaa hänen selkäänsä poraavan matelijan uteliaan katseen. Vihaan näitä pieniä arjen ongelmia.

"Tähdet ovat kylmiä leluja", S. Lukjanenko

Palaan veteen ja O2:een.

Nykyään ISS:llä on osittain suljettu veden regenerointijärjestelmä, ja yritän kertoa teille yksityiskohdista (sikäli kuin olen itse ymmärtänyt tämän).

Vetäytyä:
20. helmikuuta 1986 Neuvostoliiton kiertorataasema Mir astui kiertoradalle.

30 000 litran veden toimittamiseksi MIR-kiertorataasemalle ja ISS:lle olisi tarpeen järjestää 12 lisälaukaisua Progress-kuljetusaluksella, jonka hyötykuorma on 2,5 tonnia. Jos otamme huomioon sen, että Progress-alukset on varustettu Rodnik-tyyppisillä juomavesisäiliöillä, joiden tilavuus on 420 litraa, Progress-kuljetusaluksen lisälaskujen määrän olisi pitänyt kasvaa useita kertoja.

ISS:llä Air-järjestelmän zeoliittiabsorberit sitovat hiilidioksidia (CO2) ja vapauttavat sen ulkotilaan. CO2:ssa menetetty happi täydentyy veden elektrolyysin kautta (sen hajoaminen vedyksi ja hapeksi). Tämän tekee ISS:llä Electron-järjestelmä, joka kuluttaa 1 kg vettä henkilöä kohti päivässä. Vetyä tuuletetaan tällä hetkellä yli laidan, mutta tulevaisuudessa se auttaa muuttamaan hiilidioksidia arvokkaaksi vedeksi ja metaanipäästöiksi (CH4). Ja tietysti vain siltä varalta, että aluksella on happipommeja ja sylintereitä.

Kuvassa: happigeneraattori ja käynnissä oleva kone ISS:llä, joka epäonnistui vuonna 2011.

Kuvassa: astronautit perustavat Destiny-laboratoriossa järjestelmää nesteiden kaasunpoistoon biologisia kokeita varten mikrogravitaatioolosuhteissa.

Kuvassa: Sergei Krikalev Electron-vesielektrolyysilaitteella

Valitettavasti aineiden täydellistä kiertoa kiertorata-asemilla ei ole vielä saavutettu. Tällä tekniikan tasolla ei ole mahdollista syntetisoida proteiineja, rasvoja, hiilihydraatteja ja muita biologisesti aktiivisia aineita fysikaalis-kemiallisin menetelmin. Siksi astronautien elämästä peräisin oleva hiilidioksidi, vety, kosteutta sisältävä ja tiheä jäte poistetaan ulkoavaruuden tyhjiöön.

Tältä näyttää avaruusaseman kylpyhuone

ISS-palvelumoduuli on ottanut käyttöön ja käyttää Vozdukh- ja BMP-puhdistusjärjestelmiä, SRV-K2M:n parannettua veden regenerointijärjestelmää lauhteesta ja Elektron-VM hapentuotantojärjestelmää sekä SPK-UM virtsankeräys- ja -säilytysjärjestelmää. Parannettujen järjestelmien tuottavuutta on lisätty yli 2 kertaa (varmistaa jopa 6 hengen miehistön elintärkeät toiminnot) ja energia- ja massakustannuksia on vähennetty.

Yli viiden vuoden ajan (tiedot vuodelta 2006) Niiden käytön aikana regeneroitiin 6,8 tonnia vettä ja 2,8 tonnia happea, mikä mahdollisti asemalle toimitetun lastin painon vähentämisen yli 11 tonnilla.

Viive SRV-UM-järjestelmän sisällyttämisessä virtsan veden regenerointiin LSS-kompleksiin ei mahdollistanut 7 tonnin veden regenerointia ja toimituspainon alentamista.

"Second Front" - amerikkalaiset

Amerikkalaisen ECLSS-laitteen prosessivesi syötetään venäläiseen järjestelmään ja amerikkalaiseen OGS-järjestelmään (Oxygen Generation System), jossa se sitten "prosessoidaan" hapeksi.

Veden talteenotto virtsasta on monimutkainen tekninen tehtävä: "Vitsa on paljon "likaisempaa" kuin vesihöyry, selittää Carrasquillo, "Se voi syövyttää metalliosia ja tukkia putkia." ECLSS-järjestelmä käyttää prosessia nimeltä höyrypuristustislaus virtsan puhdistamiseen: virtsaa keitetään, kunnes siinä oleva vesi muuttuu höyryksi. Höyry – luonnollisesti puhdistettu vesi höyrytilassa (ilman ammoniakin ja muiden kaasujen jälkiä) – nousee tislauskammioon jättäen tiivistetyn ruskean lietteen epäpuhtauksista ja suoloista, jota Carrasquillo hyväntekeväisyydessään kutsuu "suolavedeksi" (joka päästetään sitten ulkoavaruuteen) ). Sitten höyry jäähtyy ja vesi tiivistyy. Saatu tisle sekoitetaan ilmasta tiivistyneen kosteuden kanssa ja suodatetaan juotavaksi sopivaan tilaan. ECLSS-järjestelmä pystyy ottamaan talteen 100 % kosteutta ilmasta ja 85 % vedestä virtsasta, mikä vastaa noin 93 % kokonaishyötysuhdetta.

Edellä oleva koskee kuitenkin järjestelmän toimintaa maanpäällisissä olosuhteissa. Avaruudessa syntyy lisäkomplikaatio - höyry ei nouse ylös: se ei pysty nousemaan tislauskammioon. Siksi ISS:n ECLSS-mallissa "...pyöritämme tislausjärjestelmää luodaksemme keinotekoisen painovoiman höyryjen ja suolaveden erottamiseksi.", selittää Carrasquillo.

Näkymät:
Tunnetaan yrityksiä saada synteettisiä hiilihydraatteja astronautien jätetuotteista avaruusretkien olosuhteisiin seuraavan kaavion mukaisesti:

Tämän kaavion mukaan jätetuotteet poltetaan hiilidioksidiksi, josta hydrauksen (Sabatier-reaktio) seurauksena muodostuu metaania. Metaani voidaan muuttaa formaldehydiksi, josta polykondensaatioreaktion (Butlerov-reaktio) seurauksena muodostuu monosakkaridihiilihydraatteja.

Tuloksena saadut hiilihydraattimonosakkaridit olivat kuitenkin rasemaattien - tetroosien, pentoosien, heksoosien, heptoosien - seosta, joilla ei ollut optista aktiivisuutta.

Huomautus Pelkään jopa sukeltaa "wikitietoon" ymmärtääkseni sen merkityksen.

Nykyaikaisia ​​elämää ylläpitäviä järjestelmiä voidaan niiden asianmukaisen modernisoinnin jälkeen käyttää perustana syväavaruuden tutkimiseen tarvittavien elämää ylläpitävien järjestelmien luomiselle.

LSS-kompleksi varmistaa veden ja hapen lähes täydellisen lisääntymisen asemalla, ja se voi olla LSS-kompleksien perusta suunnitelluille lentoille Marsiin ja tukikohdan järjestämiselle Kuussa.

Paljon huomiota kiinnitetään järjestelmien luomiseen, jotka varmistavat aineiden täydellisimmän kierron. Tätä tarkoitusta varten he todennäköisesti käyttävät hiilidioksidin hydrausprosessia Sabatier- tai Bosch-Boudoir-reaktion mukaisesti, mikä mahdollistaa hapen ja veden kierron:

CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
CO2 + 2H2 = C + 2H2O

Jos CH4:n vapauttaminen ulkoavaruuden tyhjiöön on eksobiologinen kielto, metaani voidaan muuttaa formaldehydiksi ja haihtumattomiksi hiilihydraattimonosakkarideiksi seuraavilla reaktioilla:

CH4 + O2 = CH2O + H2O
polykondensaatio
nСН2О - ? (CH20)n
Ca(OH)2

Haluan huomauttaa, että ympäristön saastumisen lähteitä kiertorata-asemilla ja pitkien planeettojen välisten lentojen aikana ovat:

- sisätilojen rakennusmateriaalit (synteettiset polymeerimateriaalit, lakat, maalit)
- ihmiset (hikoilun, hengityksen, suolistokaasujen, hygienia- ja hygieniatoimenpiteiden, lääkärintarkastusten jne. aikana)
- toimivat elektroniset laitteet
- elämää ylläpitävien järjestelmien linkit (viemärijärjestelmä - automaattinen ohjausjärjestelmä, keittiö, sauna, suihku)
ja paljon enemmän

Ilmeisesti on tarpeen luoda automaattinen järjestelmä elinympäristön laadun toiminnalliseen seurantaan ja hallintaan. Tietty ASOKUKSO?

Nuorin poikani alkoi tänään perustaa koulussa "tutkimusjoukkoa" kasvattaakseen kiinalaista salaattia vanhassa mikroaaltouunissa. He luultavasti päättivät tarjota itselleen vihreitä matkustaessaan Marsiin. Sinun on ostettava vanha mikroaaltouuni AVITOsta, koska... Omani toimivat edelleen. Älä riko sitä tarkoituksella, eihän?

Huomautus kuvassa ei tietenkään ole minun lapseni, eikä tuleva mikroaaltokokeilun uhri.

Kuten lupasin marks@marks, jos jotain ilmenee, laitan kuvia ja tuloksen GIC:hen. Voin lähettää halukkaille kasvatetun salaatin Venäjän Postilla, tietysti maksua vastaan. Lisää tageja

Emme ole astronauteja, emme lentäjä,
Ei insinöörejä, ei lääkäreitä.
Ja olemme putkimiehiä:
Ajamme veden pois virtsasta!
Eikä fakiireja, veljiä, kuten me,
Mutta kerskailematta sanomme:
Veden kiertokulku luonnossa me
Toistamme sen järjestelmässämme!
Tieteemme on erittäin tarkkaa.
Anna ajatusten mennä.
Tislaamme jätevedet
Padille ja kompottille!
Ohitettuaan kaikki Linnun tiet,
Et laihduta samalla
Täydellä omavaraisuudella
Tilajärjestelmämme.
Loppujen lopuksi jopa kakut ovat erinomaisia,
Lula kebabia ja kalachia
Lopulta - alkuperäisestä
Materiaali ja virtsa!
Älä kieltäydy, jos mahdollista
Kun kysymme aamulla
Täytä pullo yhteensä
Vähintään sata grammaa kumpikin!
Meidän on tunnustettava ystävällisesti,
Mitä hyötyä on ystävyydestämme:
Loppujen lopuksi ilman kierrätystä
Et voi elää tässä maailmassa!!!

(Kirjoittaja - Valentin Filippovich Varlamov - salanimi V. Vologdin)

Vesi on elämän perusta. Varmasti planeetallamme.
Joissakin Gamma Centauriissa kaikki voi olla toisin.
Avaruustutkimuksen myötä veden merkitys ihmisille on vain kasvanut. Paljon riippuu H2O:sta avaruudessa itse avaruusaseman toiminnasta hapen tuotantoon. Ensimmäisessä avaruusaluksessa ei ollut suljettua "vesihuoltojärjestelmää". Kaikki vesi ja muut "kulutustarvikkeet" otettiin aluksi alukselle maasta.

"Edelliset avaruustehtävät - Mercury, Gemini, Apollo veivät mukanaan kaikki tarvittavat vesi- ja happivarastot ja heittivät nestemäistä ja kaasumaista jätettä avaruuteen.", selittää Robert Bagdigian Marshall Centeristä.

Lyhyesti sanottuna: kosmonautien ja astronautien elämää ylläpitävät järjestelmät olivat "avoimia" - he luottivat tukeen kotiplaneetaltaan.

Puhun jodista ja Apollo-avaruusaluksista, wc-tilojen roolista ja vaihtoehdoista (UdSSR tai USA) varhaisten avaruusalusten jätteiden hävittämiseksi toisella kertaa.

Kuvassa: Apollo 15:n miehistön kannettava elämäntukijärjestelmä, 1968.

Jätin matelijan, uin hygieniatuotekaappiin. Hän käänsi selkänsä mittarille, otti pehmeän aallotetun letkun ja avasi housunsa napit.
– Jätteiden hävittäminen?
Jumala…
En tietenkään vastannut. Hän käänsi imuvoiman päälle ja yritti unohtaa hänen selkäänsä poraavan matelijan uteliaan katseen. Vihaan näitä pieniä arjen ongelmia. Mutta mitä voit tehdä, jos meillä ei ole keinotekoista painovoimaa.

"Tähdet ovat kylmiä leluja", S. Lukjanenko

Palaan veteen ja O2:een.

Nykyään ISS:llä on osittain suljettu veden regenerointijärjestelmä, ja yritän kertoa teille yksityiskohdista (sikäli kuin olen itse ymmärtänyt tämän).

30 000 litran veden toimittamiseksi MIR-kiertorataasemalle ja ISS:lle olisi tarpeen järjestää 12 lisälaukaisua Progress-kuljetusaluksella, jonka hyötykuorma on 2,5 tonnia. Jos otamme huomioon sen, että Progress-alukset on varustettu Rodnik-tyyppisillä juomavesisäiliöillä, joiden tilavuus on 420 litraa, Progress-kuljetusaluksen lisälaskujen määrän olisi pitänyt kasvaa useita kertoja.

ISS:llä Air-järjestelmän zeoliittiabsorberit sitovat hiilidioksidia (CO2) ja vapauttavat sen ulkotilaan. CO2:ssa menetetty happi täydentyy veden elektrolyysin kautta (sen hajoaminen vedyksi ja hapeksi). Tämän tekee ISS:llä Electron-järjestelmä, joka kuluttaa 1 kg vettä henkilöä kohti päivässä. Vetyä tuuletetaan tällä hetkellä yli laidan, mutta tulevaisuudessa se auttaa muuttamaan hiilidioksidia arvokkaaksi vedeksi ja metaanipäästöiksi (CH4). Ja tietysti vain siltä varalta, että aluksella on happipommeja ja sylintereitä.

Kuvassa: happigeneraattori ja käynnissä oleva kone ISS:llä, joka epäonnistui vuonna 2011.

Kuvassa: astronautit perustavat Destiny-laboratoriossa järjestelmää nesteiden kaasunpoistoon biologisia kokeita varten mikrogravitaatioolosuhteissa.

Kuvassa: Sergei Krikalev Electron-vesielektrolyysilaitteella

Valitettavasti aineiden täydellistä kiertoa kiertorata-asemilla ei ole vielä saavutettu. Tällä tekniikan tasolla ei ole mahdollista syntetisoida proteiineja, rasvoja, hiilihydraatteja ja muita biologisesti aktiivisia aineita fysikaalis-kemiallisin menetelmin. Siksi astronautien elämästä peräisin oleva hiilidioksidi, vety, kosteutta sisältävä ja tiheä jäte poistetaan ulkoavaruuden tyhjiöön.

Tältä näyttää avaruusaseman kylpyhuone

ISS-palvelumoduuli on ottanut käyttöön ja käyttää Vozdukh- ja BMP-puhdistusjärjestelmiä, SRV-K2M:n parannettua veden regenerointijärjestelmää lauhteesta ja Elektron-VM hapentuotantojärjestelmää sekä SPK-UM virtsankeräys- ja -säilytysjärjestelmää. Parannettujen järjestelmien tuottavuutta on lisätty yli 2 kertaa (varmistaa jopa 6 hengen miehistön elintärkeät toiminnot) ja energia- ja massakustannuksia on vähennetty.

Yli viiden vuoden ajan (tiedot vuodelta 2006) Niiden käytön aikana regeneroitiin 6,8 tonnia vettä ja 2,8 tonnia happea, mikä mahdollisti asemalle toimitetun lastin painon vähentämisen yli 11 tonnilla.
Viive SRV-UM-järjestelmän sisällyttämisessä virtsan veden regenerointiin LSS-kompleksiin ei mahdollistanut 7 tonnin veden regenerointia ja toimituspainon alentamista.

"Toinen rintama" on amerikkalaiset.

Amerikkalaisen ECLSS-laitteen prosessivesi syötetään venäläiseen järjestelmään ja amerikkalaiseen OGS-järjestelmään (Oxygen Generation System), jossa se sitten "prosessoidaan" hapeksi.

Veden talteenotto virtsasta on monimutkainen tekninen tehtävä: "Vitsa on paljon "likaisempaa" kuin vesihöyry, selittää Carrasquillo, "Se voi syövyttää metalliosia ja tukkia putkia." ECLSS-järjestelmä käyttää prosessia nimeltä höyrypuristustislaus virtsan puhdistamiseen: virtsaa keitetään, kunnes siinä oleva vesi muuttuu höyryksi. Höyry – luonnollisesti puhdistettu vesi höyrytilassa (ilman ammoniakin ja muiden kaasujen jälkiä) – nousee tislauskammioon jättäen tiivistetyn ruskean lietteen epäpuhtauksista ja suoloista, jota Carrasquillo hyväntekeväisyydessään kutsuu "suolavedeksi" (joka päästetään sitten ulkoavaruuteen) ). Sitten höyry jäähtyy ja vesi tiivistyy. Saatu tisle sekoitetaan ilmasta tiivistyneen kosteuden kanssa ja suodatetaan juotavaksi sopivaan tilaan. ECLSS-järjestelmä pystyy ottamaan talteen 100 % kosteutta ilmasta ja 85 % vedestä virtsasta, mikä vastaa noin 93 % kokonaishyötysuhdetta.
Edellä oleva koskee kuitenkin järjestelmän toimintaa maanpäällisissä olosuhteissa. Avaruudessa syntyy lisäkomplikaatio - höyry ei nouse ylös: se ei pysty nousemaan tislauskammioon. Siksi ISS:n ECLSS-mallissa "...pyöritämme tislausjärjestelmää luodaksemme keinotekoisen painovoiman höyryjen ja suolaveden erottamiseksi.", selittää Carrasquillo.

Näkymät:
Tunnetaan yrityksiä saada synteettisiä hiilihydraatteja astronautien jätetuotteista avaruusretkien olosuhteisiin seuraavan kaavion mukaisesti:

Tämän kaavion mukaan jätetuotteet poltetaan hiilidioksidiksi, josta hydrauksen (Sabatier-reaktio) seurauksena muodostuu metaania. Metaani voidaan muuttaa formaldehydiksi, josta polykondensaatioreaktion (Butlerov-reaktio) seurauksena muodostuu monosakkaridihiilihydraatteja.

Tuloksena saadut hiilihydraattimonosakkaridit olivat kuitenkin rasemaattien - tetroosien, pentoosien, heksoosien, heptoosien - seosta, joilla ei ollut optista aktiivisuutta.
Huomautus Pelkään jopa sukeltaa "wikitietoon" ymmärtääkseni sen merkityksen.

Nykyaikaisia ​​elämää ylläpitäviä järjestelmiä voidaan niiden asianmukaisen modernisoinnin jälkeen käyttää perustana syväavaruuden tutkimiseen tarvittavien elämää ylläpitävien järjestelmien luomiselle.
LSS-kompleksi varmistaa veden ja hapen lähes täydellisen lisääntymisen asemalla, ja se voi olla LSS-kompleksien perusta suunnitelluille lentoille Marsiin ja tukikohdan järjestämiselle Kuussa.

Paljon huomiota kiinnitetään järjestelmien luomiseen, jotka varmistavat aineiden täydellisimmän kierron. Tätä tarkoitusta varten he todennäköisesti käyttävät hiilidioksidin hydrausprosessia Sabatier- tai Bosch-Boudoir-reaktion mukaisesti, mikä mahdollistaa hapen ja veden kierron:

CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
CO2 + 2H2 = C + 2H2O

Jos CH4:n vapautuminen ulkoavaruuden tyhjiöön on eksobiologinen kielto, metaani voidaan muuttaa formaldehydiksi ja haihtumattomiksi hiilihydraattimonosakkarideiksi seuraavilla reaktioilla:

CH4 + O2 = CH2O + H2O
polykondensaatio
nСН2О - ? (CH20)n
Ca(OH)2

Haluan huomauttaa, että ympäristön saastumisen lähteitä kiertorata-asemilla ja pitkien planeettojen välisten lentojen aikana ovat:
-sisärakennusmateriaalit (synteettiset polymeerimateriaalit, lakat, maalit)
-ihminen (hikoilun, hengitysilman, suolistokaasujen, hygienia- ja hygieniatoimenpiteiden, lääkärintarkastusten jne. aikana)
- toimivat elektroniset laitteet
-elintä ylläpitävien järjestelmien linkit (viemärijärjestelmä - automaattinen ohjausjärjestelmä, keittiö, sauna, suihku)
ja paljon enemmän

Ilmeisesti on tarpeen luoda automaattinen järjestelmä elinympäristön laadun toiminnalliseen seurantaan ja hallintaan. Tietty ASOKUKSO?

Ei ole turhaa, että opiskeluaikanani avaruusalusten biotieteiden erikoisuutta kutsuivat opiskelijat:
PERSE...
Mikä tulkittiin seuraavasti:

ja ulkopuolelta O säännös P asemapaikkana A laitteet

En muista tarkkaa koodia, osasto E4.

Loppu: ehkä en ottanut kaikkea huomioon ja sekoitin faktoja ja lukuja jonnekin. Sitten täydentää, korjata ja kritisoida.
Mielenkiintoinen julkaisu sai minut keksimään tämän "sanapuheisuuden": Vihanneksia astronauteille: kuinka tuoreita vihreitä kasvatetaan NASAn laboratorioissa.
Nuorin poikani alkoi tänään perustaa koulussa "tutkimusjoukkoa" kasvattaakseen kiinalaista salaattia vanhassa mikroaaltouunissa. He luultavasti päättivät tarjota itselleen vihreitä matkustaessaan Marsiin. Sinun on ostettava vanha mikroaaltouuni AVITOsta, koska... Omani toimivat edelleen. Älä riko sitä tarkoituksella, eihän?

Huomautus kuvassa ei tietenkään ole minun lapseni, eikä tuleva mikroaaltokokeilun uhri.

Kuten lupasin marks@marks, jos jotain ilmenee, laitan kuvia ja tuloksen GIC:hen. Voin lähettää halukkaille kasvatetun salaatin Venäjän Postilla, tietysti maksua vastaan.

Ensisijaiset lähteet:

AKTIIVINEN PUHE Teknisten tieteiden tohtori, professori, Venäjän federaation arvostettu tutkija Yu.E. SINYAK (RAS) "ELÄMÄNTUKIJÄRJESTELMÄT ASUTAVAILLE AVARUUSOBJEKTEILLE
(Menneisyys, nykyisyys ja tulevaisuus)” /Moskova lokakuu 2008. Pääosa tekstistä on täältä
"Live Science" (http://livescience.ru) - Veden uudistaminen ISS:llä.
JSC NIIkhimmash (www.niichimmash.ru). JSC NIIkhimmashin työntekijöiden julkaisut.
Verkkokauppa "Ruokaa astronauteille"