На МКС зарегистрирована утечка воздуха. Откуда на мкс воздух

Чем пахнет в косомсе?

Опубликовано 11.08.2012 09:29

Чем пахнет в открытом космосе?

spacesmall1

Почувствовать запах в открытом космосе невозможно, и мешают этому сразу несколько вещей. Во-первых, запах создают молекулы, выделяемые каким-нибудь пахучим веществом. Но в космосе пустота, а значит, там нет ни пахучих веществ, ни молекул, создающих запах, там просто нечему пахнуть. Во-вторых, все нормальные люди будут выходить в открытый космос в герметичном скафандре, а значит, ничего «космического» человеческий нос не вдохнёт. Зато на космической станции, где обитают космонавты запахов предостаточно.

Чем пахнет на космической станции?

Когда космонавты попадают на станцию и снимают шлем скафандра, они чувствуют особенный запах. Запах очень резкий и странный. Говорят, что он похож на запах старого засохшего куска жареного мяса. Однако в этом «аромате» чувствуется ещё запах раскалённого металла и сварочной гари. Космонавты на удивление единодушны в использовании «мясо-металлических» терминов при описании запаха на международной космической станции. Иногда, правда, некоторые добавляют, что часто пахнет озоном и чем-то кислым, немного едким.

Откуда берётся этот запах на МКС?

Представьте себе, как устроено воздушное снабжение на станции, и вы сразу найдёте ответ на это вопрос. На МКС нельзя открыть форточку чтобы проветрить помещение и впустить свежий воздух снаружи: там попросту нет воздуха. Дыхательную смесь привозят с Земли раз в несколько месяцев, поэтому на станции люди дышат одним и тем же воздухом, который очищают специальными фильтрами. Эти фильтры, конечно, не идеальны, поэтому некоторые запахи остаются.

Наши космонавты сравнивают станцию с жилым домом, в котором может пахнуть как угодно. Пахнет сам «дом»: материалы обшивки и детали приборов. В «доме» живут люди, поэтому, кроме этих технических запахов, на станции присутствуют и привычные для нас, земные запахи: например, такие, как аромат борща или солянки. Когда кто-то из космонавтов собирается пообедать, у него не получится сделать это в одиночку. Остальные узнают об этом, даже находясь в другом конце станции. Запахи на станции распространяются очень быстро, так как воздух постоянно перемешивается системой вентиляторов. Это необходимо, чтобы вокруг космонавтов не скапливалось облако выдыхаемого ими углекислого газа. Если воздух не перемешивать, вокруг космонавта будет повышаться уровень углекислого газа, и человек будет чувствовать себя всё хуже и хуже. Все мы знаем, что каждый воспринимает запахи по-своему: некоторые ароматы, любимые одними членами экипажа, могут вызывать у других отторжение и аллергию, поэтому список продуктов, которые можно взять с собой, строго регламентирован. Однако некоторые люди всегда сопротивляются даже самым разумным запретам, как, например, американский астронавт Джон Янг, в 1965 году взявший на борт корабля сэндвич с ветчиной. Члены экипажа сначала оценили резкий раздражающий запах ветчины, а потом долго собирали пахучие хлебные крошки, разлетевшиеся по кораблю и чудом не повредившие оборудование. Космонавты – люди очень воспитанные, поэтому никто не узнал, что они думали, собирая эти крошки.

Когда вы прилетите на станцию, кроме технических и «съедобных» запахов вы ощутите ещё и едкий запах человеческого пота и отшелушивающейся естественным путём кожи. Запах пота досаждает нам и в земных условиях, а в космосе человек потеет ещё сильнее. Так, при серьёзных нагрузках космонавты могут потерять около двух килограммов веса и, как вы понимаете, сильно вспотеть. Прибавьте к этому тот факт, что душа на МКС нет, а для мытья космонавты используют влажные салфетки и полотенца. Чтобы не примешивать дополнительных запахов в атмосферу станции, на МКС предусмотрены специальные, имеющие слабый запах средства гигиены, а любой парфюм строго запрещён. Подробнее о том, как космонавты моются, можно прочесть здесь.

Кто следит за «космическим ароматом»?

Создание комфортной атмосферы для космонавтов – это задача, по своей важности не уступающая задаче обеспечения безопасности полёта. Посторонние запахи извлекаются из атмосферы специальными поглотителями, однако полностью избавиться от «ароматов» невозможно. Поэтому при подготовке полёта тщательно отбирают материалы, из которых строится интерьер космического аппарата, и вещи, разрешённые на борту. Например, в NASA работает команда экспертов, в шутку называющих себя «носонавтами», которые «обнюхивают» всё, что будет присутствовать на борту корабля: пластики, металлы, сменное бельё, научные приборы, гигиенические принадлежности, кроссовки и даже игрушку, которую астронавтка хотела взять в полёт по просьбе маленького сына. На сегодняшний день человеческий нос – это лучший прибор, чтобы представить, как вещи будут пахнуть в космосе. Учёные многих стран работают над проблемой создания приборов, воспринимающих запахи. Но пока что ни один прибор не может сравниться с обонянием собаки или (кто бы мог подумать) осы. Но собаки, а тем более осы – существа неразговорчивые и поэтому не могут рассказать нам, как пахнет тот или иной предмет. Вот и приходится нюхательную работу выполнять тренированным людям. Так что, если вы изобретёте способ хорошо улавливать запахи, то, пожалуй, навсегда войдёте в историю как великий изобретатель. А до тех пор вещи, посылаемые в космос, будут обнюхивать люди, делая это с завязанными глазами. Глаза завязываются для того, чтоб внешний вид предмета, не повлиял на восприятие запаха человека. Иногда из-за спешки тесты на запах провести не успевают, и тогда экипаж на борту корабля ждут всевозможные сюрпризы. Например, астронавтам пришлось вернуть на борт шаттла сумку с непроверенными застёжками, так как они пахли, «как пальцы повара, резавшего лук».

В России атмосферой космических кораблей занимаются в Институте медико-биологических проблем. Ещё на этапе проектирования космического аппарата специалисты проверяют все неметаллические материалы в герметичных камерах на наличие ярко выраженного запаха. Если такой запах есть, то материал выбраковывается. Главная задача специалистов – чтобы на станции было как можно меньше пахнущих веществ; всё, что берется на орбиту, строго отбирается по критерию обеспечения чистоты воздуха. Поэтому, к сожалению, собственные предпочтения членов экипажа относительно запахов на станции не учитываются. Космонавты говорят, что больше всего скучают по запахам земли: запаху дождя, листьев, яблок. Однако иногда строгие специалисты по орбитальным запахам всё же делают космонавтам подарки: в корабль «Союз» перед Новым годом положили мандарины и веточку ели, чтобы на станции ощутили чудесный аромат праздника.

www.spacegiraffe.ru

Почему аппараты, летящие с МКС на Землю, не сгорают в плотных слоях атмосферы

Атмосфера нашей планеты защищает нас от ультрафиолетового излучения и от многочисленных метеоритов, приближающихся к Земле. Большинство из них полностью сгорает в плотных слоях атмосферы, так же как и космический мусор, падающий с орбиты. Но это обстоятельство является целой проблемой для космической отрасли, ведь космонавтов нужно не только отправлять на орбиту, но и возвращать обратно. Но астронавты благополучно завершают пребывание на Международной космической станции, возвращаясь в специальных капсулах, которые не сгорают в атмосфере. Сегодня мы посмотрим, почему так происходит.

Космические корабли, так же как и внеземные объекты, страдают от разрушительного воздействия атмосферы. При аэродинамическом сопротивлении газовых слоев атмосферы поверхность любого тела, движущегося со значительной скоростью, нагревается до критических значений. Поэтому конструкторам пришлось приложить немало усилий для решения этой проблемы. Технология защиты космической техники от подобного воздействия получила название абляционной защиты. Она включает в себя поверхностный слой на основе асбестосодержащих соединений, который наносится на внешнюю часть летательного аппарата и частично разрушается, но позволяет сохранить в целости сам космический аппарат.

Возвращение космонавтов с МКС на Землю происходит в специальной капсуле, которая находится на корабле «Союз». После отстыковки от МКС корабль начинает движение к Земле, и на высоте около 140 километров происходит его распад на три части. Приборно-агрегатный и бытовой отсеки корабля «Союз» полностью сгорают в атмосфере, а вот спускаемый аппарат с космонавтами имеет защитный слой и продолжает движение дальше. Примерно на высоте около 8,5 километров происходит выпуск тормозного парашюта, который существенно замедляет скорость и готовит аппарат к приземлению.

Если посмотреть на снимки капсул с космонавтами после их приземления, то можно увидеть, что они почти черного цвета и имеют следы обгорания, как результат пролета сквозь слои атмосферы.

Материал является авторским, при копировании ссылка на статью или сайт travelask.ru обязательна

travelask.ru

МКС: история, настоящее, будущее

О существовании МКС сегодня знает каждый школьник. А вот что из себя представляет этот объект, на какие задачи ориентирован, кроме исследований космоса, как строили МКС и кто это делал – вопросы, способные вызвать затруднения. Разберемся вместе.

Как все начиналось

В исследованиях космического пространства долгое время первенство держал СССР. Итогами упорного труда советских исследований стали проекты:

«Алмаз»;
«Салют»;
«Мир».

«Алмаз» — проект, представлявший собой небольшую по современным меркам космическую станцию с экипажем из 2 – 3 человек.Далее шел «Салют», состоявший из двух модулей. В меньшем размещались помещения для отдыха космонавтов, зона управления, «столовая». Больший по размеру модуль являлся, по сути, научной лабораторией. Там проводили медицинские исследования, различные физические и химические эксперименты.

«Мир» — это уже международный проект. Начинали работу советские экспериментаторы, а в 1992 году к «Миру» пристыковался американский «Шаттл».

Опыт, накопленный за время строительства этих космических объектов, показал, что одному государству (особенно в условиях экономических и политических потрясений во всем мире) не под силу справиться с грандиозной задачей – созданием огромной многомодульной станции, чьей задачей стало бы изучение космоса и Земли. На вопрос, кто построил МКС, можно с полной уверенностью ответить: «Ее создавали всем миром». 16 государств приняли участие в проекте. Но львиная доля принадлежит россиянам и американцам. 5 модулей построила Россия, 7 – США, на долю Японии и стран Европы приходится по одному.

В 1998 году первый российский модуль – «Заря» — стартовал на орбиту Земли. Через несколько месяцев его «догнал» американский «Индевор». Следом пристыковалась российская «Звезда» (на ней сосредоточено управление МКС).

МКС – расшифровка этой аббревиатуры проста: Международная космическая станция. Ее создание стало возможным благодаря объединенным усилиям ученых всего мира – вне зависимости от того, какого экономического курса они придерживаются и какую политическую позицию занимают.

Солнечная батарея на МКС

МКС: высота полета

Где находится МКС? Станция размещается на околоземной орбите, но было бы неправильным сказать, что она пребывает на какой-то конкретной неизменной высоте.

Средняя высота орбиты МКС составляет 357 км. Почему средняя? Дело в том, что расстояние от Земли до МКС в км изменяется в зависимости от нескольких факторов.

Во-первых, большую роль играет атмосфера. Несмотря на то, что на такой головокружительной высоте атмосфера сильно разрежена, она все-таки присутствует. Ее частички «притормаживают» движение станции, направленное по околоземной орбите. Постоянно наблюдаются вызванные этим торможением колебания.

Во-вторых, МКС под действием гравитационной силы нашей планеты неуклонно стремиться к тому, чтобы «упасть» на земной шар. Почему МКС не падает на Землю? Мешает та же атмосфера, играющая роль гамака, подставленного под актера, выполняющего сложные трюки в воздухе. Добавим еще один фактор: станция снижается с определенным ускорением, которое перпендикулярно скорости вдоль орбиты. Она «пытается» снизиться, однако скорость, с которой наш рукотворный спутник летит вдоль Земли, позволяет ему «проскочить» точку падения, и оно становится невозможным.

Высота постоянно колеблется. В течение некоего периода времени станция подходит все ближе к нашей планете, и ученым приходится регулярно корректировать курс, поднимая ее обратно.

В-третьих, вокруг Земли вращается немало ее рукотворных «постоянных спутников» – космического мусора. Для того чтобы не столкнуться с ним, МКС должна ловко лавировать между его «компонентами».

Почему МКС не падает на Землю – понятно. А вот на каком расстоянии от Земли находится МКС – имеет ли этот вопрос точный ответ?

Высота орбиты МКС от Земли в км варьируется от 280 до 340. Интересно, что, если бы высота достигала постоянной величины 400 км над уровнем моря, ее практически не пришлось бы корректировать – или ученые делали бы это значительно реже: на таком расстоянии от планеты влияние остатков разреженной атмосферы ничтожно мало.

На какой высоте летает МКС от Земли сейчас? В январе 2018 года станцию «вознесли» до 600 км. Это было обусловлено необходимостью пристыковки космического корабля «Прогресс МС-8». В зимние месяцы 2018 год средняя высота в связи с этим достигла 404,8 км.

Вероятно, вы этого не знали

По своему размеру Международная космическая станция напоминает футбольное поле, а общий вес ее составляет 417 т. Казалось бы, при таких размерах и сравнительно низком расположении над нашей планетой увидеть этот объект в ночном небе не составляет труда.

Но все не так просто. Как увидеть МКС с Земли? Для этого придется использовать астрономический календарь. Представленные в нем расчеты точно предсказывают, когда наш маленький спутник окажется в «точке Х», где мы сможем его увидеть.

Сложность обусловлена тем, что МКС летит с гигантской скоростью, на полет (направление полета – с запада на восток) от одной до другой стороны горизонта она затрачивает 5 минут. Можно просто пропустить этот краткий временной промежуток.

Можно ли увидеть МКС в телескоп? Можно. Если увеличение будет 70-кратным, то будут заметны солнечные батареи и тело маленького спутника. Небольшой стержень или цилиндрик, мчащийся по небесам с приличной скоростью, — вот как выглядит МКС с Земли.

А почему не видно звезд с МКС? Если судить по фотографиям, сделанным на станции, сверкающие свечки звезд исчезают как по мановению волшебной палочки, когда их пытаются запечатлеть со станции. Здесь надо учесть 2 момента:

из-за отсутствия атмосферы на станции очень светло – повсюду обилие солнечного света;
возможности фотоаппаратуры ограничены, она не в состоянии запечатлевать маленькие звездочки на фоне гигантского Солнца.

Еще один любопытный факт, который трудно представить даже человеку, наделенному богатым воображением: в космосе царит поистине фантастический холод. Температура на орбите МКС -2700С со знаком «минус». Это практически абсолютный ноль по шкале Кельвина. Такие «погодные условия» позволяют проводить эксперименты, невозможные на Земле.

Обзорный купол МКС

Из жизни космонавтов

МКС – пилотируемая станция. Там постоянно находится экипаж, состоящий из 6-7 человек, которые проводят эксперименты, ставят опыты, исследуют различные явления в условиях, недоступных на Земле. В частности, сейчас там развернута обширная программа по изучению вируса Эпштейна-Барр, обнаруживающегося сегодня едва ли не у большей части населения планеты, его поведения и возможной ликвидации.Экипаж – это представители российской либо американской сторон, по условиям Международного соглашения. Иногда это смешанная команда.

Режим дня космонавтов строго регламентирован:

подъем в 6 утра;
занятия на тренажерах;
прием пищи в определенные часы;
эксперименты и исследования;
свободное время, которое чаще всего космонавты тратят на чтение книг;
отбой в 21 час 30 минут.

Тренировки обязательны, иначе в условиях невесомости мышцы очень быстро потеряют силу, и на Земле такому человеку придется долго адаптироваться к силе тяжести. Если случается поломка – экипаж устраняет ее самостоятельно. Ежедневно идут доклады о работе на Землю.

Интересно, а откуда воздух на МКС? Ведь должны же космонавты дышать! Все продумано: станция оборудована системой «Воздух», захватывающей углекислый газ и «выбрасывающей» его за борт корабля.Система «Электрон» занимается электролизом воды, разделяя ее на атомы кислорода и водорода. Таким образом восполняется кислород, «ушедший» за борт вместе с СО2.

МКС – первый космический объект, принявший на борт туристов. В 2012 году там побывали 8 космонавтов-любителей. Может быть, наши дети и внуки будут свободно посещать космические корабли, как мы сейчас – музеи? Кто знает! Но начало этому положено.

Относительно будущего МКС планы пока до конца не определены. Изначально предполагалось, что она проработает до 2016 года. Затем проект продлили до 2020 года, а сегодня речь идет уже о 2024-м. Когда станция выработает свой ресурс, ее заставят снизиться на Землю, разделят на объекты, которые затопят в Тихом океане.

МКС – первая в истории человечества космическая станция, где бок о бок трудятся представители разных государств. Только вместе мы сможем разгадать тайны космоса и решить многие проблемы, стоящие перед человечеством.

Чем дышать в космосе - Космос Онлайн. Просмотр в реальном времени.

В непривычных условиях внеатмосферного полета космонавтам должны быть созданы все условия для работы и отдыха. Им нужно есть, пить, дышать, отдыхать, спать положенное время. Такие простые и обыденные для земного бытия вопросы в условиях космоса перерастают в сложные научные и технические проблемы.

Человек может довольно долго обходиться без пищи, без воды — несколько дней. Но без воздуха он может жить лишь несколько минут. Дыхание — важнейшая функция человеческого организма. Как обеспечивается она в космическом полете?

Свободный объем в космических кораблях невелик. как правило, имеет на борту около 9 кубических метров воздуха. А за стенками корабля — почти полный вакуум, остатки атмосферы, плотность которой в миллионы раз меньше, чем у поверхности Земли.

9 кубометров — это все, что имеют для дыхания космонавты. Но это немало. Вопрос только в том, чем будет заполнен этот объем, чем будут дышать космонавты.

Атмосфера, окружающая человека на Земле, в сухом состоянии содержит по весу 78,09 процента азота, 20,95 процента кислорода, 0,93 процента аргона, 0,03 процента углекислого газа. Количество других газов в ней практически незначительно.

Такой газовой смесью привыкли дышать человек и почти все живое на Земле. Но возможности человеческого организма более широки. Из общего атмосферного давления на уровне моря на долю кислороде приходится примерно 160 миллиметров. Человек может дышать при понижении давления кислорода до 98 миллиметров ртутного столба, и лишь ниже наступает "кислородное голодание". Но возможен и другой вариант: когда содержание кислорода в воздухе больше нормы. Верхняя граница возможного для человека парциального давления кислорода проходит на уровне 425 миллиметров ртутного столба. При большей концентрации кислорода наступает кислородное отравление. Итак, возможности организма человека допускают колебания содержания кислорода примерно в 4 раза. В еще более широких пределах наш организм может переносить колебания атмосферного давления: от 160 миллиметров ртутного столба до нескольких атмосфер.

Азот и аргон — инертная часть воздуха. В окислительных процессах принимает участие только кислород. Поэтому возникла мысль: а нельзя ли в космическом корабле заменить азот на более легкий газ, скажем, гелий. Кубический метр азота весит 1,25 килограмма, а гелия — всего 0,18 килограмма, то есть в семь раз меньше. Для космических кораблей, где на учете каждый лишний килограмм веса, это отнюдь не безразлично. Эксперименты показали, что в кислородногелиевой атмосфере человек может нормально дышать. Это было проверено американскими акванавтами при длительных подводных погружениях.

В техническом отношении привлекает внимание также одногазовая атмосфера, состоящая из чистого кислорода. В американских космических кораблях для дыхания космонавтов применяется чистый кислород при давлении около 270 миллиметров ртутного столба. При этом проще (а значит, и легче) получается аппаратура для контроля давления и поддержания состава атмосферы. Однако чистый кислород имеет свои недостатки: возникает угроза пожара на космическом корабле; длительное вдыхание чистого кислорода вызывает неприятные осложнения в дыхательных путях.

При создании искусственной среды в отечественных космических кораблях за основу взята нормальная земная атмосфера. Специалисты, прежде всего - медики, настояли на том, чтобы на борту космических кораблей был создан уголок родной планеты с условиями, как можно более близкими к тем, которые окружают человека на Земле. Все технические выгоды, получаемые при применении одногазовой атмосферы, кислородно-гелиевой и других, были принесены в жертву ради полного комфорта для космонавтов. Все параметры очень близки к нормам той атмосферы, которой мы дышим на Земле. Они показывают, что автоматика "держит" параметры воздуха в кабине очень "жестко", стабильно. Космонавты как бы дышат чистым воздухом Земли.

После посадки космонавтов в корабль, после герметизации его отсеков состав атмосферы в корабле начинает изменяться. Два космонавта потребляют в час около 50 литров кислорода и выделяют 80—100 граммов водяных паров, углекислый газ, летучие продукты обмена веществ и др. Тогда вступает в действие система кондиционирования, которая доводит атмосферу "до кондиции", то есть поддерживает все ее параметры на оптимальном уровне.

В основу регенерации атмосферы положены эффективные, проверенные физические и химические процессы. Известны химические вещества, которые при соединении с водой или углекислым газом способны выделять кислород. Это надперекиси щелочных металлов — натрия, калия, лития. Чтобы при этих реакциях выделилось 50 литров кислорода — часовая потребность двух космонавтов, — необходимо 26,4 грамма воды. А выделение ее в атмосферу двумя космонавтами, как мы уже сказали, достигает 100 граммов в час.

Часть этой воды расходуется на получение кислорода, часть сохраняется в воздухе для поддержания нормальной относительной влажности (в пределах 40—60 процентов). Лишняя же вода должна улавливаться специальными поглотителями.

Наличие пыли, крошек, мусора в воздухе недопустимо. Ведь в невесомости все это не падает на пол, а свободно плавает в атмосфере корабля и может попадать в дыхательные пути космонавтов. Для очистки воздуха от механических загрязнений существуют специальные фильтры.

Итак, регенерация атмосферы в корабле сводится к тому, что часть воздуха из обитаемых отсеков постоянно забирается вентилятором и проходит через ряд устройств системы кондиционирования. Там воздух очищается, доводится до нормы по химическому составу, влажности и температуре и снова возвращается в кабину космонавтов. Такая циркуляция воздуха идет постоянно, а скорость ее и эффективность работы неослабно контролируются соответствующей автоматикой.

Например, если чрезмерно возросло содержание кислорода в атмосфере корабля, то система, контроля немедленно заметит это. Она подает соответствующие команды исполнительным органам; режим работы установки изменяется так, чтобы уменьшить выделение кислорода.

cosmos-online.ru

Почему на международной космической станции атмосфера содержит азот?

Кессонная болезнь очень опасна при больших перепадах давления в несколько атмосфер, а при давлении в 1 атм в крови азота растворено немного. Во-вторых, к азоту организм привык, а гелий, возможно имеет противопоказания в длительном полёте.

Так ведь и на земле атмосфера на почти 80% состоит из азота.. а на МКС её просто воссоздали.. и думаю если эти 80% азота заменить каким нибудь другим хим. элементом, то ничего хорошего не выйдет..

ну потому что газ для дыхания всё таки должен быть близок по составу к земной атмосфере

Я где-то читала, что состав "атмосферы" на МКС максимально приближен к земному, а земная атмосфера, как известно, на 78% состоит из азота.

у нас земной воздух состоит : азота — 75,5%, кислорода — 23,2%, аргона — 1,28%, двуокиси углерода — 0,046%, озона — 3,6х10-5% и т. д., так что повода для паники никакого нет!!!

Гелиево-кислородная атмосфера имеет свои особенности. Меняется тембр голоса - взрослые начинают говорить детскими голосами, из-за высокой теплопроводности гелия организм гораздо сильнее охлаждается, комфортная температура доходит до 30°. Особых противопоказаний вроде бы нет, но и необходимости менять привычную атмосферу на непривычную - тоже. Кстати, можно обойтись и вообще без азота и гелия, чисто кислородной атмосферой при пониженном давлении, правда, она пожароопасна, но американцы так летали на Луну. А кессонная болезнь опасна только при снижении повышенного давления до нормального, если стенку станции пробьет метеорит, надо будет беспокоиться не о кессонной болезни, а о нехватке кислорода, как это было в корабле Союз-11. Но на современных станциях небольшая пробоина не опасна. Когда грузовой корабль Прогресс-34 при неудачном маневре таранил станцию Мир и пробил ее оболочку, наличие независимо друг от друга герметизируемых отсеков, как в подводной лодке, спасло космонавтов.

touch.otvet.mail.ru

Откуда берутся вода и кислород на МКС?

Вода–основа жизни. На нашей планете уж точно. На какой нибудь «Гамма-Центавра» возможно всё по другому. С наступлением эпохи освоения космоса, значение воды для человека лишь возросло. От Н2О в космосе зависит очень многое, начиная от работы самой космической станции и заканчивая выработкой кислорода. Первые космические аппараты не имели замкнутой системы «водоснабжения». Вся вода и прочие «расходники» бралась на борт изначально, еще с Земли.

Гимн 13 отдела.

## Не космонавты мы, не летчики,Не инженеры, не врачи.А мы водо-водопроводчики:Мы гоним воду из мочи!И не факиры, братцы, вроде мы,Но, не бахвалясь, говорим:Круговорот воды в природе мыВ системе нашей повторим!Наука наша очень точная.Вы только дайте мысли ход.Мы перегоним воды сточныеНа запеканки и компот!Проехав все дороги Млечные,Не похудеешь вместе с темПри полном самообеспеченьиНаших космических систем.Ведь даже торты превосходные,Люля кебаб и калачиВ конечном счете — из исходногоМатериала и мочи!Не откажите ж, по возможности,Когда мы просим по утрамНаполнить колбу в общей сложностиХотя бы каждый по сто грамм!Должны по-дружески признаться мы,Что с нами выгодно дружить:Ведь без утили-тилизацииНа белом свете не прожить!!!

(Автор — Варламов Валентин Филиппович — псевдоним В.Вологдин)

«Предыдущие космические миссии – Меркурий, Джемини, Аполлон, брали с собой все необходимые запасы воды и кислорода и сбрасывали жидкие и газообразные отходы в космос», — поясняет Роберт Багдижян (Robert Bagdigian) из Центра Маршалла.

Если сформулировать кратко: системы жизнеобеспечения космонавтов и астронавтов были «разомкнутыми» – они полагались на поддержку с родной планеты.

Про йод и КА «Апполон», роль туалетов и варианты (UdSSR or USA) утилизации отходов жизнедеятельности на ранних КА я расскажу в другой раз.

На фото: портативная система жизнеобеспечения экипажа «Аполлон-15», 1968 г.

*Оставив рептилоида я подплыл к шкафчику санитарных средств. Повернувшись спиной к счетчику, достал мягкий гофрированный шланг, расстегнул брюки.

Потребность в удалении отходов?

Господи…Отвечать я, конечно, не стал. Включил отсос, и попытался забыть про любопытный взгляд рептилоида, буравящий спину. Ненавижу эти мелкие бытовые проблемы.*

«Звёзды — холодные игрушки», С.Лукьяненко

Вернусь к воде и О2.

Сегодня на МКС частично замкнутая система регенерации воды, и я попробую рассказать о подробности (на сколько сам в этом разобрался).

В соответствии с ГОСТ 28040–89 (даже не знаю действует ли он ещё)" Система жизнеобеспечения космонавта в пилотируемом космическом аппарате"- СЖО космонавта – это «Совокупность функционально взаимосвязанных средств и мероприятий, предназначенных для создания в обитаемом отсеке пилотируемого космического аппарата условий, обеспечивающих поддержание энергомассообмена организма космонавта с окружающей средой на уровне, необходимом для сохранения его здоровья и работоспособности». В состав СЖО космонавта входят следующие системы:

*СОГС — система обеспечения газового состава,*СВО — система водообеспечения,*ССГО — система санитарно-гигиенического обеспечения,*СОП — система обеспечения питанием,*СОТР — система обеспечения теплового режима.

Можно гордиться. Робин Карраскилло (Robyn Carrasquillo), технический руководитель проекта ECLSS:

«Русские опередили нас в этой области, ещё космические аппараты «Салют» и «Мир» были способны конденсировать влагу из воздуха и использовали электролиз – пропускание электрического тока через воду–для производства кислорода».

Как всё начиналось (у нас).

1.СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ В ГЕРМЕТИЧНЫХ КАБИНАХ СТРАТОСТАТОВ, РАКЕТ И ПЕРВЫХ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ

Первому посещению человеком пространства за линией Кармана в космическом корабле предшествовали запуски стратостатов, ракет и искусственных спутников Земли, в которых имелись системы жизнеобеспечения для людей и животных (большей частью для собак).

В стратостатах «СССР-1» (1933 г.) и «Осоавиахим-1» (1934 г.) системы жизнеобеспечения включали запасы криогенного и газообразного кислорода; последний находился в баллонах под давлением 150 атм. Диоксид углерода удалялся с помощью ХПИ — химического поглотителя известкового в соответствии с реакцией: Са (ОН)2 + СО2 = Са (СО3) + Н2О

В состав ХПИ входит 95 % Са(ОН)2 и 5 % асбеста.

В ракетах, с помощью которых производилось зондирование ближнего космоса, находилась герметичная кабина с животными, имеющая в своем составе три баллона для смеси воздуха и кислорода. Диоксид углерода, выделяемый животными, удалялся с помощью ХПИ.

На фото: капсула «звездных собак» Белки и Стрелки, в которой они вернулись на Землю.

На борту первых искусственных спутников Земли в состав систем жизнеобеспечения для собак входили некоторые элементы будущих СЖО для космонавтов: устройство для приема пищи, ассенизационное устройство; очистка атмосферы и обеспечение кислородом осуществлялось с помощью надперекисных соединений, которые при поглощении диоксида углерода и паров воды выделяли кислород в соответствии с реакциями:

4КО2 + 2 Н2О = 3О2+ 4 КОН2КОН + СО2 = К2 СО3 + Н2ОК2 СО3 + Н2О + СО2 = 2 КНСО3

2. СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ ТИПА «БИОН» И «ФОТОН»

Биологические спутники Земли – автоматические космические аппараты «БИОН» и «ФОТОН» предназначены для исследований влияния факторов космического полета (невесомость, радиация и др.) на организм животных. Примечательно, что Россия- по сути единственная страна в мире, имеющая автоматические космические аппараты для исследований на биологических объектах. Другие страны вынуждены посылать животных в Космос на наших аппаратах.

В разные годы научными руководителями программы «БИОН» были О.Г. Газенко и Е.А. Ильин. В настоящее время научным руководителем программы «БИОН» является О.И. Орлов, заместителями — Е.А. Ильин и Е.Н. Ярманова.

Биологический спутник «БИОН» снабжен системами водообеспечения и кормления животных, системой термовлагорегулирования, системой «день-ночь», системой обеспечения газового состава и др.

Система обеспечения газового состава автоматических космических аппаратов «БИОН» и «ФОТОН» предназначена для обеспечения животных кислородом, удаления диоксида углерода и газообразных микропримесей в спускаемом аппарате.

Состав:

— патронов с кислородосодержащим веществом и поглотителем вредных микропримесей; — патрона с поглотителем диоксида углерода и вредных микропримесей; — электровентиляторов; — датчиков для индикации работоспособности вентиляторов и герметичности газовых трактов; — газоанализатора; — блока управления и контроля.

Система обеспечивает комфортные условия в газовой среде спускаемого аппарата (замкнутый герметичный объем, содержащий 4,0–4,5 м3 воздуха) и представляет собой три регенеративных патрона и поглотительный патрон с электровентилятором на каждый патрон, обеспечивающих регенерацию воздуха по СО2, О2, СО и прочим вредным примесям. Включение и выключение микрокомпрессоров позволяет обеспечить заданный состав атмосферы объекта.

Принцип работы: воздух объекта вентилятором прокачивается через регенеративный патрон, где очищается от СО2 и вредных примесей и обогащается кислородом.

Избыток диоксида углерода убирается путем периодического включения поглотительного патрона. Поглотительный патрон также обеспечивает очистку от вредных примесей. Система работает с блоком управления и контроля и газоанализатором по кислороду и диоксиду углерода. При падении парциального давления кислорода до 20,0 кПа включается первый регенеративный патрон.

Если парциальное давление кислорода больше или равно 20,8 кПа, регенеративный патрон отключается и включается вновь при парциальном давлении кислорода 20,5 кПа. Включение второго и последующих патронов происходит при парциальном давлении кислорода 20,0 кПа (при условии падения концентрации), причем ранее включенные патроны продолжают работать.

Поглотительный патрон включается периодически при парциальном давлении диоксида углерода 1,0 кПа, выключается при парциальном давлении диоксида углерода 0,8 кПа, вне зависимости от работы регенеративного патрона.

3. СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЗАПАСОВ ДЛЯ ЭКИПАЖЕЙ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ ТИПА «ВОСТОК», «ВОСХОД», «СОЮЗ», «МЕРКУРИЙ», «ДЖЕМИНИ», «АПОЛЛОН», «ШАТТЛ», ОРБИТАЛЬНОЙ СТАНЦИИ «СКАЙЛЭБ»

Системы жизнеобеспечения советских космических кораблей типа «Восток», «Восход», «Союз», а также американских «Меркурий», «Джемини», «Аполлон» и транспортного корабля многоразового использования «Шаттл» были основаны полностью на запасах расходуемых материалов: кислорода, воды, пищи, средств удаления СО2 и вредных микропримесей.

4. РЕГЕНЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ЭКИПАЖЕЙ ОРБИТАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ «САЛЮТ», «МИР», «МКС»

Функционирование систем жизнеобеспечения базирующихся на основе запасов расходуемых веществ, взятых с Земли, имеют существенный недостаток: их масса и габариты возрастают прямо пропорционально длительности космической экспедиции и количеству членов экипажей. По достижении определенной продолжительности полета СЖО на основе запасов могут быть препятствием для реализации экспедиции.

В таблице приведены массовые характеристики СЖО, основанных на запасах расходуемых веществ применительно к экспедиции длительностью 50, 100 и 500 суток для экипажа, состоящего из 6 человек:

Основываясь на нормах потребления основных компонентов СЖО, полученных в результате многолетней практики длительных орбитальных полетов на станциях типа «САЛЮТ», «МИР» и «МКС» (кислород — 0,96 кг/чел.сут., питьевая вода — 2,5 кг/чел.сут., пища — 1,75 кг/чел.сут. и т.д.), легко подсчитать, что необходимая масса запасов для экипажа, состоящего из 6 — и человек в условиях 500-суточного полета без учета массы тары и систем хранения составило бы величину более 58 тонн (см.табл.). В случае использования систем жизнеобеспечения, основанных на запасах расходных материалов, понадобилось бы создание систем хранения продуктов жизнедеятельности космонавтов: фекалий, мочи, конденсата атмосферной влаги, использованных санитарно-гигиенических и кухонных вод и т.д.

Что по факту трудно реализуемо или вообще неосуществимо (полёт к Марсу например).

В 1967–1968 годах в Институте медико-биологических проблем МЗ был проведен уникальный годовой медико-технический эксперимент с участием трех испытателей: Г.А.Мановцева, А.Н.Божко и Б.Н.Улыбышева. В гермокамерном эксперименте, длившемся 365 суток, проходила медико-биологическая и техническая оценка нового комплекса регенерационных систем жизнеобеспечения.

В состав СЖО наземного лабораторного комплекса входили:

система удаления диоксида углерода, система очистки атмосферы от вредных микропримесей, система генерирования кислорода, система регенерации воды из влагосодержащих продуктов жизнедеятельности испытателей, санитарно-гигиеническое оборудование, оранжерея, система контрольно-измерительной аппаратуры.

Экспериментальные регенерационные системы жизнеобеспечения на основе физико-химических процессов, испытанные в годовом медико-техническом эксперименте, явились прототипом штатных СЖО для экипажей орбитальных станций «Салют», «МИР» и «МКС».

Впервые в мировой практике пилотируемых полётов на космической станции «Салют-4» функционировала регенерационная система «СРВ-К»-система получения питьевой воды из конденсата атмосферой влаги. Экипаж в составе А.А.Губарева и Г.М.Гречко использовал воду, регенерированную в системе «СРВ-К», для питья и приготовления пищи и напитков. Система работала в течение всего пилотируемого полёта станции. Аналогичные системы типа «СРВ-К» работали на станциях «Салют-6», «Салют-7», «МИР».

Прим. от 28.02.17: спасибо за помощь в правке и познании этимологии artyums

Отступление:

20 февраля 1986 года вышла на орбиту советская орбитальная станция «Мир».

23 марта 2001 года она была затоплена в Тихом океане.

Нашу станцию «Мир» затопили, когда ей исполнилось 15 лет. Сейчас двум российским модулям, которые входят в состав МКС, уже тоже по 17. Но МКС никто пока топить не собирается…

Эффективность использования регенерационных систем подтверждена опытом многолетней эксплуатации например орбитальной станции «МИР», на борту которого успешно функционировали такие подсистемы СЖО, как:

«СРВ-К» — система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги,«СРВ-У» — система регенерации воды из мочи (урины),«СПК-У» — система приема и консервации мочи (урины),«Электрон» — система генерирования кислорода на основе процесса электролиза воды,«Воздух» — система удаления диоксида углерода,«БМП» — блок удаления вредных микропримесей и др.

Аналогичные регенерационные системы (за исключением «СРВ-У») успешно функционируют в настоящее время на борту Международной космической станции (МКС).

В состав системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) МКС входит подсистема обеспечения газового состава (СОГС). Состав: средства контроля и регулирования атмосферного давления, средства выравнивания давления, аппаратуру разгерметизации и наддува ПхО, газоаналитическую аппаратуру, систему удаления вредных примесей БМП, систему удаления углекислого газа из атмосферы «Воздух», средства очистки атмосферы. Составной частью СОГС являются средства кислородообеспечения, включающие твердотопливные источники кислорода (ТИК) и систему получения кислорода из воды «Электрон-ВМ». При стартовом запуске на борту СМ имелось всего лишь 120 кг воздуха и два твердотопливных генератора кислорода ТГК.

→ Прямая онлайн трансляция с веб-камеры на МКС.

Для доставки 30 000 литров воды на борт орбитальной станции «МИР» и «МКС» потребовалось бы организовать дополнительно 12 запусков транспортного корабля «Прогресс», величина полезной нагрузки которого составляет 2,5 тонны. Если принять во внимание тот факт, что «Прогрессы» оборудованы баками для питьевой воды типа «Родник» емкостью 420 л, то количество дополнительных запусков транспортного корабля «Прогресс» должно было бы увеличиться в несколько раз.

На МКС цеолитовые поглотители системы «Воздух» захватывают углекислый газ (CO2) и высвобождают его в забортное пространство. Теряемый в составе CO2 кислород восполняется за счет электролиза воды (разложения ее на водород и кислород). Этим на МКС занимается система «Электрон», расходующая 1 кг воды на человека в сутки. Водород сейчас стравливают за борт, но в перспективе он поможет превращать CO2 в ценную воду и выбрасываемый метан (Ch5). И конечно, на всякий случай на борту есть кислородные шашки и баллоны.

На фото: кислородный генератор и тренажер для бега на МКС, которые вышли из строя в 2011.

На фото: астронавты налаживают систему дегазации жидкостей для биологических экспериментов в условиях микрогравитации в лаборатории «Дестини».

На фото: Сергей Крикалёв с устройством электролиза воды «Электрон»

К сожалению полного круговорота веществ на орбитальных станциях пока не достигнуто. На данном уровне технологий с помощью физико-химических методов не удается осуществить синтез белков, жиров, углеводов и других биологически активных веществ. Поэтому диоксид углерода, водород, влагосодержащие и плотные отходы жизнедеятельности космонавтов удаляются в вакуум космического пространства.

Санузел на космической станции выглядит так

В служебном модуле МКС введены и функционируют системы очистки «Воздух» и БМП, усовершенствованные системы регенерации воды из конденсата СРВ-К2М и генерации кислорода «Электрон-ВМ», а также система приема и консервации урины СПК-УМ. Производительность усовершенствованных систем увеличена более чем в 2 раза (обеспечивает жизнедеятельность экипажа до 6 человек), а энерго- и массозатраты снижены.

За пятилетний период **(данные на 2006 г.) **их эксплуатации регенерировано 6,8 тонны воды 2,8 тонны кислорода, что позволило уменьшить массу доставляемых на станцию грузов более, чем на 11 тонн.

Задержка с включением в состав комплекса СЖО системы регенерации воды из урины СРВ-УМ не позволила осуществить регенерацию 7 тонн воды и уменьшить массу доставки.

«Второй фронт» — американцы

Техническая вода из американского аппарат ECLSS поставляется в российскую систему и американскую OGS (Oxygen Generation System), где затем «перерабатывается» в кислород.

Процесс восстановления воды из мочи – сложная техническая задача:

«Моча гораздо «грязнее» водяных испарений, — объясняет Карраскилло, — Она способна разъедать металлические детали и засорять трубы».*

Система ECLSS использует для очищения мочи процесс, называемый парокомпрессионная дистилляция: моча кипятится до тех пор, пока вода из неё не превратится в пар. Пар – естественно очищенная вода в парообразном состоянии (за исключением следов аммиака и других газов) – поднимается в дистилляционную камеру, оставляя концентрированную коричневую жижу нечистот и солей, которую Карраскилло милосердно называет «рассолом» (который затем выбрасывается в открытый космос). Затем пар охлаждается, и вода конденсируется. Полученный дистиллят смешивается со сконденсированной из воздуха влагой и фильтруется до состояния, пригодного для питья. Система ECLSS способна восстановить 100% влаги из воздуха и 85% воды из мочи, что соответствует суммарной эффективности около 93%.

Описанное выше, однако, относится к работе системы в земных условиях. В космосе появляется дополнительная сложность – пар не поднимается вверх: он не способен подняться в дистилляционную камеру. Поэтому в модели ECLSS для МКС «…мы вращаем дистилляционную систему для создания искусственной гравитации, чтобы разделить пары и рассол», — поясняет Карраскилло.

Перспективы:

Известны попытки получить синтетические углеводы из продуктов жизнедеятельности космонавтов для условий космических экспедиций по схеме:

По этой схеме продукты жизнедеятельности сжигаются с образованием диоксида углерода, из которого в результате гидрирования образуется метан (реакция Сабатье). Метан может быть трансформирован в формальдегид, из которого в результате реакции поликонденсации (реакция Бутлерова) образуются углеводы-моносахариды.

Однако полученные углеводы-моносахариды представляли собой смесь рацематов — тетроз, пентоз, гексоз, гептоз, не обладающих оптической активностью.

Прим. Я даже боюсь покопаться в «вики-знаниях», чтобы вникнуть в их смысл.

Современные СЖО, после их соответствующей модернизации могут быть положены в основу создания СЖО, необходимых для освоения дальнего космоса.

Комплекс СЖО позволит обеспечить практически полное воспроизводство воды и кислорода на станции и может являться основой комплексов СЖО для намечаемых полетов к Марсу и организации базы на Луне.

Большое внимание уделяется созданию систем, обеспечивающих наиболее полный круговорот веществ. С этой целью вероятнее всего будут использовать процесс гидрирования диоксида углерода по реакции Сабатье или Боша-Будуара, которые позволят реализовать круговорот по кислороду и воде:

СО2 + 4Н2 = СН4 + 2Н2ОСО2 + 2Н2 = С + 2Н2О

В случае экзобиологического запрета выброса СН4 в вакуум космического пространства метан может быть трансформирован в формальдегид и нелетучие углеводы-моносахариды по следующим реакциям:

СН4 + О2 = СН2О + Н2ОполиконденсацияnСН2О — ? (СН2О)nСа (ОН)2

Хочется отметить, что источниками загрязнения среды обитания на орбитальных станциях и при длительных межпланетных перелётах являются:

— конструкционные материалы интерьера (полимерные синтетические материалы, лаки, краски) — человек (при перспирации, транспирации, с кишечными газами, при санитарно-гигиенических мероприятиях, медицинских обследованиях и др.) — работающая электронная аппаратура — звенья систем жизнеобеспечения (ассенизационное устройство-АСУ, кухня, сауна, душ)и многое другое

Очевидно, что потребуется создание автоматической системы оперативного контроля и управления качеством среды обитания. Некая АСОКУКСО?

Ой не зря в Бауманке специальность по СЖО КА называлась студентами: ЖОПА…

Что расшифровывалось, как:

ЖизнеОбеспечение Пилотируемых Аппаратов

Код точно не помню, кафедра Э4.

Окончание: может я не всё учел и где-то перепутал факты, цифры. Тогда дополняйте, поправляйте и критикуйте.

На это «словоблудие» меня подтолкнула интересная публикация: Овощи для астронавтов: как растят свежую зелень в лабораториях НАСА.

Мой младший отпрыск сегодня в школе начал сколачивание «исследовательской группы- банды» для выращивания пекинского салата в старой микроволновке. Вероятно решили себя обеспечить зеленью при путешествии на Марс. Старую микроволновку придётся покупать на AVITO, т.к. мои пока все функционируют. Не ломать ведь специально?

Прим. на фото, конечно не мой ребёнок, да и не будущая жертва эксперимента-микроволновка.

Как я и обещал marks@marks, если, что-то выйдет-фотки и результат скину на ГИК. Выращенный салат могу послать почтой РФ желающим, за отдельную плату конечно.

Первоисточники:

АКТОВАЯ РЕЧЬ доктора технических наук, профессор, заслуженного деятеля науки РФ Ю.Е. СИНЯК (РАН) «СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБИТАЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ(Прошлое, настоящее и будущее)» /Москва Октябрь 2008. Основная часть текста отсюда«Живая наука» (http://livescience.ru)-Регенерация воды на МКС.АО «НИИхиммаш» (www.niichimmash.ru). Публикации сотрудников АО «НИИхиммаш».Интернет-магазин «Еда космонавтов»

Использованы фото, видео и документы:

Системы жизнеобеспечения с полной замкнутостью потоков вещества — презентация онлайнwww.geektimes.ru/post/235877 (Филипп Терехов@lozga)www.gctc.ruwww.bezformata.ruwww.vesvks.ruwww.epizodsspace.no-ip.orgwww.techcult.ruwww.membrana.ruwww.yaplakal.comwww.авиару.рфwww.fotostrana.ruwww.wikipedia.orgwww.fishki.netwww.spb.kp.ruwww.nasa.govwww.heroicrelics.orgwww.marshallcenter.orgwww.prostislav1.livejournal.com/70287.htmlwww.liveinternet.ru/users/carminaboo/post124427371www.files.polkrf.ruБольшая советская энциклопедия (www.bse.uaio.ru)www.vokrugsveta.ru

www.nanonewsnet.ru

На МКС зарегистрирована утечка воздуха — Naked Science

В среду, 29 августа, в 23:00 GMT диспетчеры заметили небольшую утечку воздуха на борту МКС. Это может показаться жутким, но команда решила не будить экипаж, так как они были вне опасности. На следующее утро астронавты получили «приятную» новость и тут же отправились на поиски источника утечки.

«Ночью и утром была нештатная ситуация на МКС — падение давления, утечка воздуха на станции. Были приняты меры, чтобы определить, откуда идет утечка, — сообщил генеральный директор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин в заявлении ТАСС. — Американский экипаж собрался в российском сегменте, дальше поочередно происходило перекрытие отсеков для того, чтобы понять, где и что произошло. В итоге мы локализовали проблему».

Выяснилось, что причиной утечки стало двухмиллиметровое отверстие в российском сегменте МКС, в верхней части космического аппарата «Союз МС-09», который прикреплен к модулю «Рассвет».

Как только утечку обнаружили, команда занялась ее устранением. Они воспользовались каптоновым скотчем, который применяют при полетах в космос еще с 60-х годов. Это была всего лишь временная мера.

«Командир «Союза» Сергей Прокофьев из «Роскосмоса» воспользовался эпоксидной смолой на марлевой салфетке, чтобы заделать отверстие, из-за которого происходила утечка, — сообщило NASA в своем блоге. — Пока команды обсуждали варианты, московские диспетчеры частично увеличили атмосферу станции при помощи подачи кислорода с грузового корабля ISS Progress 70».

Похоже, сейчас экипаж МКС-56 в безопасности, но диспетчеры продолжают следить за давлением на случай, если что-то пойдет не так. Им также необходимо определить, что стало причиной утечки. Пока что нет никакой информации о произошедшем.

«Все системы станции стабильны, и команда планирует вернуться к своему обычному рабочему графику в пятницу», — заявляет NASA.

naked-science.ru