ثاني أكسيد الكربون في محطة الفضاء الدولية

في أكتوبر ، تم تركيب نظام جديد لتجديد الهواء (بشكل أساسي) على محطة الفضاء الدولية ، مما سيؤدي إلى مضاعفة إغلاق دورة الهواء.



ومع ذلك ، إذا كان كل شيء يسير على ما يرام مع التقدم التكنولوجي ، فلن يستمر هذا الخيار طويلًا ، وسيكون لدينا تراجع إلى النوع السابق من النظام. ولكن إذا توقف التقدم ، فسيصبح النظام الجديد هو المعيار الذهبي لعقود.

ملخّص: ما هو التورّم: قليل من الأكسجين؟ - معايير وكالة ناسا والبحرية الأمريكية CO ₂ - كم CO ₂ ينبعث الشخص؟ - الجيل الأول من أنظمة تجديد الهواء - الجيل الثاني - الجيل الثالث - آفاق الأنظمة ذات التجديد الكامل - جدول المقارنة

ما هو الانسداد؟

يعلم الجميع أن الأكسجين ضروري للتنفس. كثيرون على يقين من أن الانسداد في الغرفة يأتي بسبب زفير جزء من الأكسجين في الغرفة. والبث ضروري حتى يصل واحد جديد من الشارع.

في الواقع ، الأمر ليس كذلك.

الشخص العادي يستهلك الأكسجين ~ 1 كجم / يوم (أو ~ 1/2 جم ​​/ دقيقة).

إلى الغرفة المتوسطة (3x5x2.6 = 40) في الظروف العادية (محتوى O _{2 من} 0.28 كجم / م ³ ) زفير الأكسجين إلى مستوى منخفض ، مثل ارتفاعه في الجبال ، يجب أن يتنفس الشخص لمدة أسبوع.

في الواقع ، كما ترون بسهولة ، لن تعمل الجدران في الغرفة لمدة أسبوع. إذا أغلق الشخص بإحكام في غرفة النوم ، فإنه لن يكاد يقضي ليلة واحدة هكذا. في غضون ساعات قليلة ، سيصبح النوم مضطربًا ، وسيكون هناك إحساس متزايد بالازدحام. سيصبح اليوم في مثل هذه الغرفة تعذيباً - ليس بشكل استعاري ، ولكن بالمعنى الحرفي. جسديا ، سوف يصبح الشخص مريضا جدا.

إنه ليس الأكسجين ، ولكن ثاني أكسيد الكربون ، الذي يزفره الشخص في المقابل.

ما مقدار ثاني أكسيد الكربون الذي ينبعث منه الشخص؟

في الهواء النقي ، يكون محتوى ثاني أكسيد الكربون ~ 0.04٪ (0.5 جم / م ³ ).

مع زيادة المحتوى إلى 0.7٪ وأكثر ، يصبح من الصعب أكثر فأكثر تجاهل الانسداد. هذا ليس فقط الانزعاج النفسي ، ولكن أيضًا التغيرات الفسيولوجية الملحوظة (من 1 ٪): زيادة في تواتر وعمق التنفس ، وزيادة في الضغط ، ومعدل ضربات القلب ، وزيادة التعرق ؛ يزداد عدد الأخطاء في العمل المعقد ، ويبدأ الصداع ، ويصبح الحد الأقصى للتركيز غير قابل للتحقيق (من 2 ٪). في الدراسات المدنية ، لا تجرب محتويات فوق 2.5٪.

من الواضح أنه بعد استهلاك 1 كغم من الأوكسجين ، سيخرج الزفير حوالي 1.4 كغم من ثاني أكسيد الكربون.


في غرفتنا المسورة ، بحجم 40 م ³ ، مع هواء نقي تمامًا في البداية ، سيضاعف الشخص محتوى ثاني أكسيد الكربون "الطبيعي" في 20 دقيقة. طوال الليل أكثر من 20 مرة - حتى 1٪. حتى 3٪ يوميًا.

معايير وكالة ناسا والبحرية الأمريكية CO ₂

في الحياة الدنيوية ، هذه الأماكن المسورة التي لا تفتح فيها النافذة ، وعليك العمل لعدة أيام متتالية ، هي غواصات.

هناك غواصات أكثر بكثير من رواد الفضاء. وعملهم ليس أقل تعقيدًا ومسؤولية. لذلك هناك إحصائيات كبيرة وعالية الجودة.

عند تطوير أنظمة تجديد الفضاء ، فإنها تسترشد بهذه التجربة ، ولكن معايير رواد الفضاء أكثر إنسانية ، قررت ناسا أخذ العامل 1/3 لفترات طويلة:



أي 0.8٪.

ومع ذلك ، في الواقع ، تحاول وكالة ناسا الحفاظ على مستوى ISS لا يزيد عن 0.5 ٪. والحقيقة هي أنه حتى على هذا المستوى ، يبدأ رواد الفضاء الأفراد في الشعور بعدم الراحة ، - يلاحظ علماء النفس في مركز عملائي أن سلوك الأشخاص يتغير بشكل كبير ، حتى لو لم يشتكوا هم أنفسهم.

وتنشأ الحاجة: كيف تحافظ على انخفاض ثاني أكسيد الكربون في الهواء؟

الجيل 0 - النفخ

تاريخيا ، هذا هو القرار الأول ، لأنه أبسط.



هناك ببساطة تطهير أكسجين تدريجي لجو بدلة الفضاء. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون المنبعث أثناء التنفس في الفراغ - إلى جانب باقي الخليط. حيث لا يزال هناك الكثير من الأكسجين للتنفس.

من الواضح أنه ، كنظام عادي ، كان هذا موجودًا فقط في بداية استكشاف الفضاء.
الآن يستخدم هذا النظام فقط كنظام احتياطي في بدلات الفضاء. أي في حالة حدوث خلل في النظام الرئيسي (انظر أدناه ، الجيل التالي) ، أو كامتداد للطوارئ في الوقت المناسب ، عندما يكون النظام الرئيسي قد استنفد بالفعل ولم يكن لدى رائد الفضاء الوقت الكافي للعودة. وقت التشغيل المقدر لمثل هذا النظام الاحتياطي في بدلة فضائية حديثة هو نصف ساعة.

لتوضيح كيف أن مثل هذا النظام غير فعال: في هذه نصف ساعة سيتم إنفاق 1.2 كجم من الأكسجين على النفخ ، حيث يمتص الشخص 15-20 جرامًا. كفاءة أقل من 2٪.

أنا جيل - "الداما" الشهيرة للهواء

أصبح نظام التجديد هذا هو النظام الرئيسي على الفور تقريبًا - وبقي مثل هذا العقد.

تم استخدامه من قبل الرجل الأول على القمر ، وآخر الناس على المكوكات (على الرغم من ذلك في ذلك الوقت على محطة الفضاء الدولية ، وقبل ذلك على مير ، وحتى على Skylab ، تم استخدام الجيل التالي بالفعل كإصدار قياسي ، انظر أدناه).

يتم دفع الهواء في دورة مغلقة ، دون تفريغ للخارج. يتم تعويض فقدان الأكسجين بحقيقة أن الأكسجين مختلط من الأسطوانات (أو بعد ذلك من التحليل الكهربائي للماء) ، وتستخدم حاويات هيدروكسيد الليثيوم لإزالة ثاني أكسيد الكربون:

2LiOH + CO ₂ → Li ₂ CO ₃ + H ₂ O

يرتبط ثاني أكسيد الكربون بكربونات الليثيوم. يتم إطلاق الماء بشكل رسمي في هذا التفاعل ، والذي يمكن (نظريًا) محاولة استخراجه وتحلله إلى هيدروجين وأكسجين ، والذي يمكن استخدامه مرة أخرى.

في الواقع ، بعد استخدام المدقق ، بكل محتوياته ، يذهب إلى سلة المهملات. نظرًا لصغر حجمه ، يُستخدم هذا النظام كنظام قياسي في جميع بدلات الفضاء الحديثة وسفن التسليم (Soyuz ، American American). نظرًا لبساطته وموثوقيته ، يعتبر هذا النظام احتياطيًا / إضافيًا على محطة الفضاء الدولية - إذا كان النظام العادي معطلاً ؛ إذا كان هناك الكثير من الأشخاص في المحطة ، والنظام الرئيسي لا يمكنه التأقلم.

عندما كانت المكوكات لا تزال تطير إلى محطة الفضاء الدولية ، كان لكل منهم حشد كبير ، وقضوا جميعًا وقتًا في المحطة أكثر من الرحلة المقدرة للمكوك - لم يكن هناك ما يكفي من نظامي ISS مكتملين (الروسية والأمريكية) ، كانوا "يحرقون" الداما على المكوك باستمرار ، ثم جزء كبير آخر من مخزون المسودات في محطة الفضاء الدولية. ثم ألقيت شحنات جديدة على سفن الشحن.

يحتوي المدقق الأمريكي الحديث على 3 كجم من LiOH ،



5 كجم روسي.

مع الداما ، من الناحية المثالية ، يتم فقدان أقل بكثير مما لا يمكن تعويضه: ثاني أكسيد الكربون يأخذه الداما ؛ لعبة الداما نفسها. (وإذا أنتجت الأكسجين من الماء ، فإن الهيدروجين المنطلق من الماء ، ينتقل أيضًا إلى البحر).

في نفس الوقت ، أكبر نفايات من حيث الوزن هي لعبة الداما نفسها. هل من الممكن بطريقة ما دون إنفاق المسودات؟

الجيل الثاني - الوضع العادي لمحطة الفضاء الدولية

إذا كان وقحًا جدًا ، فهذه علبة قطط متقدمة بها حشو.

لدينا مادة مشبعة جيدًا بالغاز - ولكن ليس أيًا منها ، ولكن اعتمادًا على قطر الجزيء. يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون ، تقريبًا لا يوجد نيتروجين وأكسجين. أي قبلنا ما يسمى "المنخل الجزيئي". منذ أيام Skylab ، هو زيوليت .

حتى لا يتبلل الزيوليت (الرطوبة الطبيعية في المحطة ، كل شخص ينفث لترًا من الماء يوميًا) ، أولاً يتم تجفيف الهواء. يبرد. وخدم في حجرة زيوليت.



هناك كاميرتان (في النظام الأمريكي) أو ثلاث (بالروسية). لفترة من الوقت ، تمتص إحدى الغرف ثاني أكسيد الكربون ، ثم يتحول تدفق الهواء إلى الثاني. في هذا الوقت ، يتم تطبيق فراغ داخل الأول ، ويتم تسخين الزيوليت. يخرج منه ثاني أكسيد الكربون. هذه دورة واحدة. الآن يمكننا مرة أخرى استخدام الغرفة الأولى لتنقية الهواء ، ووضع الثانية على التجوية في فراغ.

من الناحية المثالية ، لا تأخذ سوى ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لمحطة الفضاء الدولية. هذه هي خسارتك التي لا يمكن إصلاحها (تقوم بإرسال هذا الغاز في البحر) - ولكن يتم استخدام الممتزات نفسها عدة مرات ، على عكس صواني القطط أو الأنظمة المتقلبة. (حسنًا ، بالطبع ، استمر في إلقاء الهيدروجين في البحر كمنتج ثانوي للتحليل الكهربائي في إنتاج الأكسجين.)

سؤال: وإذا كان إلقاء ثاني أكسيد الكربون في البحر أمر مؤسف؟ إنه ثلثي أو أكثر من الأكسجين!

الجيل 2.5 - تجريبي ، غير ناجح

لقد حاولوا تطوير نظام لـ Mir ، لكن لا شيء جيد منه.

من ناحية ، يجب على المرء أن يشيد بشجاعة المهندسين السوفيت. إذا نجح النظام ، فسيكون الإغلاق الكامل للدورة بالأكسجين.

من ناحية أخرى ، لا يسع المرء إلا أن يتذكر الكلاسيكية - "حبيبي ، هل تنفجر؟" ربما إذا كانت الجهود تهدف إلى مهمة أقل طموحًا (الأمريكيون منذ البداية تم إنجاز كل العمل في مثل هذه المهمة الأقل طموحًا ، على الرغم من امتلاكهم المزيد من الموارد) ، فإن المهندسين السوفييت كانوا سيحلونها تمامًا ، وكان من الممكن استخدام أنظمة الجيل الثالث بنجاح ثلاثون سنة.

ما هي الفكرة. لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين ، يمكن استخدام ما يسمى تفاعل بوش: يتم خلط ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين ، وعند درجة حرارة عالية يتم تقليل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون ، ثم يتحلل أول أكسيد الكربون إلى الكربون الذري على المحفز. اتضح الماء (البخار) والكربون في شكل رواسب:

CO ₂ + 2H ₂ → C + 2H ₂ O

بالفعل من الوصف ، يكون التفاعل مرئيًا والصعوبة الرئيسية: يكون التفاعل على المحفز ، المغطى بطبقة من الجرافيت. وماذا تفعل؟

أولاً ، التنظيف صعب ومكلف (مكلف بالمعنى الحرفي: هناك حاجة إلى معدات ومستهلكات إضافية - وتكلفة الكتلة المفيدة أكثر من الزيادة في الأكسجين المخزن).

ثانيًا ، يجب أن تكون عمليات التنظيف هذه متكررة جدًا - إذا كان هناك ثلاثة في النقل ، فيجب أن يستقر 1 كجم من الجرافيت على المحفز يوميًا.

الجيل الثالث - طازج

منذ البداية ، قرر الأمريكيون عدم إجراء رد فعل بوش ، ولكن رد فعل Sabatier. غالبًا ما يطلق عليه مفاعل Sabatier ، حيث لا يتطلب التفاعل درجة حرارة عالية فحسب ، بل يتطلب أيضًا ضغطًا مرتفعًا.

يكون التفاعل على المحفز ، يضاف الهيدروجين إلى ثاني أكسيد الكربون ، أي أن الكواشف تشبه تفاعل Bos ، لكن التفاعل له عائد مختلف:

CO ₂ + 4H ₂ → CH ₄ + 2H ₂ O

الماء والميثان.

تكمن ميزة Sabatier التكنولوجية على Bosch في أن جميع المنتجات غازية ويسهل العمل عليها. في النسخة التي تم تسليمها الآن إلى محطة الفضاء الدولية ، يتم التخلص من الميثان ببساطة (كما هو الحال في أنظمة الجيل الثاني ، يتم التخلص من ثاني أكسيد الكربون).
ولكن هناك ناقص. تذكر من أين يأتي الأكسجين الجديد في المحطة. تحلل الماء.
يذهب الأكسجين إلى الأعمال ، ويتم طرح الهيدروجين (في أنظمة الجيل الثاني) ببساطة في البحر. يمكننا الآن (ويجب علينا! من مكان آخر أن نحتاج إلى أخذ الهيدروجين للتفاعل) لاستخدام هذا الهيدروجين عن طريق إرساله إلى مفاعل Sabatier.

وهنا الفروق الدقيقة. في الماء ، هناك ذرتان هيدروجين لكل ذرة أكسجين. وفي تفاعل Sabatier ، يجب أن يكون هناك 4 ذرات هيدروجين لكل ذرة أكسجين (2 تذهب لاستبدال رابطة الأكسجين بالكربون ، ويتم تشكيل 2 هيدروجين إضافي لهذا الأكسجين المنفصل لتكوين الماء).

وبالتالي ، إذا كنت تعتمد فقط على التحليل الكهربائي للماء ومفاعل Sabatier ، فيمكن إغلاق دورة الأكسجين بنسبة 50 ٪ فقط. يمكن إعادة تدوير نصف ثاني أكسيد الكربون ، ولكن في الجزء المتبقي ، لا يوجد بالفعل هيدروجين.



(إذا كنت غاضبًا بعض الشيء في هذه المرحلة ، فلا تثبط عزيمتك. حتى جامعي البيانات الصحفية الأولى على موقع وكالة الفضاء الأوروبية لم يدركوا على الفور ما يحدث ، وفي البداية رسموا المخططات الانسيابية الخاطئة وألقوا باللوم في كل شيء على عدم كفاءة المحفز.)

في الواقع ، بالطبع ، لم يتبين حتى الآن أن النظرية ليست 50٪ ، ولكن أقل ، حوالي 40٪. في بداية المقال ، يتم عرض مفاعل Sabatier فقط ، وهو عنصر ابتكار - على ضحكة الكتلة ، حول السهم الأخضر.

النظام برمته أكبر بكثير ، مثل النظام الذي كان لدى الأمريكيين من قبل. الحجم الكامل للحامل العلمي ، بنصف طن.

آفاق الجيل الرابع - تطور الجيل الثالث؟

السؤال الذي يطرح نفسه على الفور: لماذا لا تستخدم الهيدروجين الإضافي؟ تسليمها إلى محطة الفضاء الدولية بالإضافة إلى الماء الذي سنستخدمه للتحليل الكهربائي؟

في الحقيقة. ضع في اعتبارك جزء ثاني أكسيد الكربون الذي يجب أن ينبعث في الفراغ. لكل 12 كتلة من الكربون ، نفقد 32 كتلة من الأكسجين. وإذا أضفنا الهيدروجين المفقود إلى المفاعل وربط الكربون في CH ₄ ، فسيبقى الأكسجين في المحطة ، وفي العادم سنفقد 4 كتل من الهيدروجين فقط. الكسب في الكتلة 32: 4 = 8 مرات. 1 كغم من الهيدروجين سيوفر ما يصل إلى 8 كغم من الأكسجين!

المشكلة هي أن الهيدروجين ليس ماء. من الممكن استخدام حاويات عادية لنقل المياه. من أجل البساطة ، وضعنا حاوية 1/10 من وزن الماء المسلم.

في حالة الهيدروجين ، حتى المضغوطة ، وحتى المسيلة ، يكون العكس صحيحًا: ستكون نسبة الكتلة الفارغة إلى كتلة الهيدروجين الموجودة فيها ~ 10/1.

لا يمكننا توصيل كيلوغرام واحد فقط من الهيدروجين إلى محطة الفضاء الدولية. لا يزال يتعين علينا جمع 10 كيلوغرامات من الحاوية.

ناهيك عن الحاجة إلى حل المشاكل الأمنية على طول الطريق: أثناء تخزين الهيدروجين ، هناك تسرب منتظم في الصمامات (إذا تم تسليمه كغاز) ، وتفريغ مماثل في الحاويات (إذا كان سائلًا) ، بسبب الحاجة إلى الحفاظ على درجة حرارة منخفضة في الداخل. بالإضافة إلى الخطر ، فإن هذه التسريبات تجعل التخزين طويل الأمد مستحيلًا. يجب استخدام حفرة الهيدروجين على الفور أو فقدها بشكل لا رجعة فيه.

ونتيجة لذلك ، اتضح أنه سيكون من الأسهل (والأكثر اقتصادا) توصيل ISS ليس هيدروجين إضافي لمفاعل Sabatier ، ولكن ماء إضافي للتحليل الكهربائي. والعمل في دورة نصف مغلقة ، والتخلص من ثاني أكسيد الكربون الزائد في فراغ.

آفاق الجيل الرابع - تطور آخر من الجيل الثاني

بينما كانت مسألة إغلاق النظام فقط في الأكسجين. كان يُنظر إلى الكربون على أنه عنصر غير ذي فائدة يدخل حتمًا النظام (من خلال تنفس الناس) من الطعام. لم نأخذ في الاعتبار التكاليف الجماعية للأغذية التي تم إدخالها باستمرار في دورة تجديد الهواء.

ولكن ماذا لو كنت لا تزال تحاول توفير الكربون؟ ماذا لو استخرجنا الأكسجين من ثاني أكسيد الكربون بربطه بالكربوهيدرات وليس الميثان؟

الكربوهيدرات ، إذا نظرت فقط إلى عدد العناصر الكيميائية المكونة ، فهي مزيج متساوٍ تقريبًا من الكربون والماء.

تذكر الكتل الذرية للمشاركين: الهيدروجين - 1 ، الكربون - 12 ، الأكسجين - 16.

دعونا نقارن فعالية الطرق المعتبرة لربط الكربون ، من وجهة نظر كتلة المادة التي يتم تصريفها في الفراغ (والتي يجب قبل ذلك رفعها إلى المحطة من الأرض!):

1. عند إلقاء كل CH _{4 في} البحر (ويتم أيضًا إرسال الهيدروجين هناك من التحليل الكهربائي) ، نفقد جزيئين من الماء لكل ذرة كربون ، أي لكتلة واحدة من الكربون 3 كتلة من الماء.
2. في تفاعل Sabatier (بسبب نقص الهيدروجين) ، نفقد جزيء الماء لكل ذرة كربون ، أي كتلة واحدة من الكربون ، 1.5 كتلة من الماء
3. عند تحويلها إلى الكربوهيدرات ، نستهلك جزيء الماء لكل ذرة كربون ، أي كتلة واحدة من الكربون ، 1.5 كتلة من الماء.

كما ترون ، فإن دورة التحليل الكهربائي + Sabatier لها نفس كفاءة التحليل الكهربائي + دورة الكربوهيدرات.

لكن! أثناء تفاعل Sabatier ، نلقي هذه المادة من المحطة ، نفقدها بشكل لا رجعة فيه. والكربوهيدرات - هل يمكنك محاولة جعلها مناسبة للطعام؟

يجب ألا يحتوي طعام رواد الفضاء على الكربوهيدرات فقط (للبساطة ، 400 جرام) ، ولكن أيضًا الدهون (100 جرام) والبروتينات (100 جرام). وبسبب هذا ، لن ينجح إغلاق دورة الأكسجين والتغذية ، مما يجعل الكربوهيدرات فقط من ثاني أكسيد الكربون. ولكن على الأقل استبدال جزء الكربوهيدرات من المنتجات؟ هذا هو 2/3 ، إذا كانت التركيبة الجافة!

ثم سيتغير الرصيد النهائي:

- من ناحية ، نقوم بتقليل استهلاك المياه 3 مرات مقارنة بالدورة خلال Sabatier (من 560 جم ​​إلى 165 ، وهذا لربط الكربون من الكربوهيدرات التي تأتي من البروتينات والدهون المأكولة ، 110 جم ؛ نظريًا ، حتى 165 جرامًا لا يمكن شطب المياه ، وتوفير السكر على متنها ، لكنها لن تكون مطلوبة في الدورة ، وسيتراكم المعروض من الكربوهيدرات النقية) ،

- بالإضافة إلى ذلك ، يصبح استهلاك الطعام (تركيبة جافة) أقل بمقدار 400 جم للفرد في اليوم (أغلقنا دورة الطعام للكربوهيدرات).

في المجموع ، تبلغ الزيادة حوالي 700 غرام للفرد في اليوم.

ماذا تتوقع

لتلخيص: ناسا ، ترى وكالة الفضاء الأوروبية احتمال العودة إلى نظام التجديد السابق (من خلال الممتزات بدون مفاعل Sabatier) - فقط الآن ، عند تفريغ الممتزات ، لا تستخدم فراغًا مفتوحًا ، ولكن فراغًا مختبريًا. غرف تفريغ مغلقة يتم ضخ ثاني أكسيد الكربون منها وتخزينها من أجل توجيهها إلى إنتاج الكربوهيدرات.
ويبقى مجرد تافه: كيف يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات؟

1. يمكنك محاولة القيام بذلك كيميائيًا بحتًا. لكن الأمر صعب. إذا كان الأمر بسيطًا ، لكنا قد قمنا بنقل السكر والأعلاف الحيوية منذ فترة طويلة ليس من المزارع ، ولكن من التمديدات لمحطات الطاقة.
2. يمكنك محاولة القيام بذلك بيولوجيًا ، من خلال التمثيل الضوئي ، ولكن ليس كل شيء سلسًا هنا.

هنا ، اختلفت خطط الوكالات حقًا ، أو قرر القادة اللعب في منافسة صحية ، وعدم وضع كل بيضهم في سلة واحدة. (يعد هذا دائمًا خيارًا جيدًا ، خاصة عندما يكون لدى المرء تجربة التنافس مع تفاعلات Sabatier و Bosch. فقد انطلق أحدهما والآخر لم يفعل.) تعلن

وكالة ناسا عن جوائز المليون مليون التي تقدم فيها إنتاج السكر بالوسائل الكيميائية البحتة.

تعد وكالة الفضاء الأوروبية في العام المقبل برفع خزان الطحالب في محطة الفضاء الدولية ، وإطعامهم ثاني أكسيد الكربون الذي أصبح الآن فائضًا في مفاعل ساباتييه.

وإذا لم يأت شيء من الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون؟

يمكنك أيضًا محاولة إنتاج الكربوهيدرات والهيدروجين من الميثان والماء. NASA اختيار ثاني أكسيد الكربون بقعة للقبض على اثنين من الطيور: هذا الحل قد يكون مفيدا ليس فقط للدائرة دورة تجديد في رحلة، ولكن أيضا لنمو المادة الفعالة في العالم - المريخ في جو حيث يوجد CO ₂ . وهنا ، على الأرض ، سيكون ذلك مفيدًا.

ولكن على الأرجح ، ستظل الدائرة مع مفاعل Sabatier الأكثر فعالية - وبالنظر إلى السرعة الحقيقية للتقدم في تكنولوجيا الفضاء المأهولة ، لعقود.

جدول المقارنة

جيل	CO طريقة إزالة 2	خسائر 1 (/ شخص / يوم)	كنظام منتظم	كقطع غيار / إضافة.
	تهب	50 كجم O 2 مضغوط 2		بدلات فضائية
أنا	LiOH	1,1 1,5	, («», , )
II	,	1,1	( «», Skylab — )
III	,	0 3	(, ) «»
III	, 50% CH 4	0,6	(. )
؟؟؟	,	0,2 4 / 0,2 5

^{1 بشكل} مثالي.
² باستثناء التعبئة والتغليف.
³ باستثناء المواد المستهلكة لتنظيف / استبدال المواد الحفازة.
⁴ عند دمجه مع دورة الطعام للكربوهيدرات ؛ ⁵ في نفس الوقت ، تغلق دورة الطعام بسبب الكربوهيدرات ، أي أن استهلاك الكتلة أقل 0.4 كجم (الوزن الجاف للكربوهيدرات في الطعام) ، وهو أكثر من فقدان الماء في دورة الهواء (إذا أخذنا في الاعتبار خسائره بشكل منفصل عن إجمالي التوازن) ، ومن الناحية الرسمية هذا يمكن تفسيره على أنه زيادة في الكتلة المفيدة (عند مقارنته بالحالة عندما تدخل الكربوهيدرات دورة الطعام من الأرض).

ما لم يذكر أعلاه ، ولكن من المفيد أن نفهم اكتماله.

( , , ), , .

, . , , : , ~80% . ~1 . ( , . . .)

, , CO ₂ , — .

لذلك ، فإن الهدف الحقيقي الذي وضعته وكالة ناسا هو جعل إغلاق النظام من 40٪ الحالية إلى 75٪.

ولكن حتى لو اتضح أن هاتين الدورتين قريبتان من الصفر ، أو تقارب الصفر ، فهذا ليس كل شيء. هذا لا لا يعني أن الناس يمكن أن تعمل بشكل كامل في حلقة مغلقة فيما يتعلق الأكسجين والماء.

كل خروج إلى الفضاء الخارجي هو خسارة حتمية للماء. يتم استخدامه لتبريد البدلة. على الرغم من أنه قد يبدو للوهلة الأولى أن كلاً من بدلة الفضاء نفسها و "حقيبة الظهر" لنظام دعم الحياة مغطاة بالكامل بالعزل الحراري ، لا. لا يتم تغطية الطرف السفلي من "حقيبة الظهر" ، التي تنتهي تحت الحمار رائد الفضاء. هذا هو المبرد للمبرد ، وفي المبرد للمسام حيث يتم توفير مياه الدائرة الخارجية للتبخر. بالنسبة لمخرج واحد ، اعتمادًا على المدة ، يتم فقدان ~ 1-2 كجم لكل مشارك في المخرج.