Himno 13 departamentos.
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(Autor - Varlamov Valentin Filippovich - seudónimo V.Vologdin) El
agua es la base de la vida. En nuestro planeta seguro. En algún tipo de "Gamma Centauri" todo es posible de manera diferente. Con el advenimiento de la exploración espacial, la importancia del agua para los humanos solo ha aumentado. Mucho depende de 2 en el espacio, comenzando por el trabajo de la estación espacial y terminando con la producción de oxígeno. La primera nave espacial no tenía un sistema cerrado de "suministro de agua". Toda el agua y otros "consumibles" fueron llevados a bordo inicialmente, desde la Tierra.
"Misiones espaciales anteriores: Mercurio, Géminis, Apolo, se llevaron todos los suministros necesarios de agua y oxígeno y arrojaron desechos líquidos y gaseosos al espacio ", explica Robert Bagdigian, del Centro Marshall .
En resumen: los sistemas de soporte vital de los astronautas y los astronautas estaban "abiertos"; dependían del apoyo de su planeta de origen.
Sobre el yodo y la nave espacial Apollo, el papel de los baños y las opciones (UdSSR o EE. UU.) Para la gestión de residuos en las primeras naves espaciales, hablaré en otro momento.
En la foto: sistema de soporte de vida portátil de la tripulación Apollo 15, 1968Dejando el reptiloide, nadé hacia el armario de las instalaciones sanitarias. Dando la espalda al mostrador, sacó una manguera corrugada suave y se desabrochó los pantalones.
- Necesidad de eliminación de residuos?
Señor ...
yo, por supuesto, no respondí. Encendió la succión y trató de olvidarse de la curiosa mirada del reptiloide, aburriéndole la espalda. Odio estos pequeños problemas cotidianos.
"Las estrellas son juguetes fríos". S. LukyanenkoVolveré al agua y al O2.Hoy, la ISS tiene un sistema de recuperación de agua parcialmente cerrado, e intentaré hablar sobre los detalles (cuánto descubrí yo mismo).
De acuerdo con GOST 28040-89 (ni siquiera sé si todavía funciona), "El sistema de soporte vital del astronauta en una nave espacial tripulada": el LSS del cosmonauta es "La totalidad de las herramientas y medidas funcionalmente interconectadas diseñadas para crear condiciones en el compartimento habitado de una nave espacial tripulada que proporcionan mantener la energía y la transferencia de masa del cuerpo del astronauta con el medio ambiente al nivel necesario para mantener su salud y rendimiento ". La composición del LSS del astronauta incluye los siguientes sistemas:* SOGS - sistema de soporte de composición de gas,
* NWO - sistema de suministro de agua,
* SSGO - sistema de suministro sanitario-higiénico,
* SOP - sistema de suministro de energía , * SOTR -
sistema de gestión térmica.
Puedes estar orgulloso. Robyn Carrasquillo, Gerente Técnico del Proyecto ECLSS:"Los rusos nos adelantaron en esta área, incluso las naves espaciales Salyut y Mir pudieron condensar la humedad del aire y utilizaron la electrólisis, pasando corriente eléctrica a través del agua, para producir oxígeno".
Cómo comenzó todo (con nosotros).1. SISTEMAS DE VIDA EN LAS CABINAS DE ESTRATOSTATO SELLADAS, ROCKETS Y LOS PRIMEROS SATÉLITES DE TIERRA DE ARTE Laprimera visita humana al espacio más allá de la línea de bolsillo en la nave espacial fue precedida por el lanzamiento de estratostatos, cohetes y satélites artificiales de la Tierra, para los cuales había principalmente animales para los cuales no había animales. .
En las estratosferas "URSS-1" (1933) y "Osoaviahim-1" (1934), los sistemas de soporte vital incluían reservas de oxígeno criogénico y gaseoso; este último estaba en cilindros bajo una presión de 150 atm. El dióxido de carbono se eliminó usando CPI, un eliminador de cal químico de acuerdo con la reacción: Ca (OH) 2 + CO2 = Ca (CO3) + H2O.
La composición del CPI incluye 95% de Ca (OH) 2 y 5% de asbesto.En los cohetes, con la ayuda de los cuales se realizaba el sondeo del espacio cercano, había una cabina hermética con animales, que tenía tres globos para una mezcla de aire y oxígeno. El dióxido de carbono liberado por los animales se eliminó usando HPI.
En la foto: la cápsula de los "perros estrella" de Squirrel and Arrow, en la que regresaron a la Tierra.A bordo de los primeros satélites artificiales de la Tierra, los sistemas de soporte vital para perros incluían algunos elementos del futuro LSS para los astronautas: un dispositivo para comer, un dispositivo de alcantarillado; La purificación de la atmósfera y el suministro de oxígeno se llevaron a cabo utilizando compuestos de superóxido que, cuando son absorbidos por el dióxido de carbono y el vapor de agua, liberan oxígeno de acuerdo con las reacciones:42 + 2 2 = 32 + 4
2 + 2 = 2 3 + 2
2 3 + 2 + 2 = 2 3
2. SISTEMAS DE APOYO A LA VIDA DE LOS SATÉLITES BIOLÓGICOS DE LA TIERRA DE TIPO "BION" Y "FOTO" Satélitesbiológicos de la Tierra: las naves espaciales automáticas "BION" y "PHOTON" están diseñadas para estudiar la influencia de los factores de vuelo espacial (ingravidez, radiación, etc.) en el organismo animal. Es de destacar que Rusia es esencialmente el único país en el mundo que tiene naves espaciales automáticas para la investigación de objetos biológicos. Otros países se ven obligados a enviar animales al espacio en nuestros vehículos.
Con los años, los supervisores del programa BION fueron O.G. Gazenko y E.A. Ilyin Actualmente, el supervisor del programa BION es O.I. Orlov, diputados - E.A. Ilyin y E.N. YarmanovaEl satélite biológico "BION" está equipado con sistemas de suministro de agua y alimentación de animales, un sistema de control de temperatura y humedad, un sistema de día y noche, un sistema de soporte de composición de gas, etc.
El sistema de soporte de composición de gas de la nave espacial automática BION y PHOTON está diseñado para proporcionar oxígeno a los animales, eliminar dióxido de carbono e impurezas gaseosas en el aparato de descenso.Composición:- cartuchos con una sustancia que contiene oxígeno y un absorbente de microimpurezas nocivas;
- cartucho con un absorbente de dióxido de carbono y microimpurezas nocivas;
- ventiladores eléctricos;
- sensores para indicar la salud de los ventiladores y la estanqueidad de las rutas de gas;
- analizador de gases;
- unidad de control y monitoreo.El sistema proporciona condiciones cómodas en el medio gaseoso del vehículo de descenso (volumen sellado cerrado que contiene 4.0-4.5 m3 de aire) y consta de tres cartuchos regenerativos y un cartucho absorbente con un ventilador eléctrico para cada cartucho, que proporcionan regeneración de aire por 2, 2, y Otras impurezas nocivas. Encender y apagar los microcompresores le permite proporcionar una composición dada de la atmósfera del objeto.Principio de funcionamiento: el aire de un objeto es bombeado por un ventilador a través de un cartucho regenerativo, donde se limpia de CO2 e impurezas nocivas y se enriquece con oxígeno.El exceso de dióxido de carbono se elimina conectando periódicamente el cartucho de absorción. El cartucho de absorción también proporciona limpieza de impurezas nocivas. El sistema funciona con una unidad de control y monitoreo y un analizador de gases para oxígeno y dióxido de carbono. Cuando la presión parcial de oxígeno cae a 20.0 kPa, se enciende el primer cartucho regenerativo.Si la presión parcial de oxígeno es mayor o igual a 20.8 kPa, el cartucho regenerativo se apaga y se vuelve a encender a una presión parcial de oxígeno de 20.5 kPa. La inclusión del segundo y posteriores cartuchos se produce a una presión parcial de oxígeno de 20.0 kPa (sujeto a una disminución de la concentración), y los cartuchos incluidos anteriormente continúan funcionando.El cartucho de absorción se enciende periódicamente a una presión parcial de dióxido de carbono de 1.0 kPa, se apaga a una presión parcial de dióxido de carbono de 0.8 kPa, independientemente del funcionamiento del cartucho regenerativo.3. Se reserva SOPORTE VITAL sistemas basados en FOR CREWS naves espaciales tales como "este", "Voskhod", "Soyuz", "Mercury", "Gemini", "Apolo", "lanzadera", la estación orbital "Skylab"sistemas de soporte de vida de las naves espaciales soviéticas como Vostok, Voskhod, Soyuz, así como el barco de transporte reutilizable American Mercury, Gemini, Apollo y Shuttle se basaron completamente en suministros de consumibles: oxígeno, agua, alimentos, suministros eliminación de CO2 y micro-impurezas nocivas.4. Reclaiming LIFE SUPPORT sistemas basados en lo físico y CHEMICAL procesos para CREWS orbital estación espacial "Salyut", "Mir", "ISS"El funcionamiento de los sistemas de soporte de vida de las poblaciones de base sobre la base de los materiales consumibles tomadas de la tierra, tiene un gran inconveniente: su peso y dimensiones aumento directamente proporcional a la duración de la expedición espacial y al número de miembros de la tripulación. Al alcanzar una cierta duración de vuelo, el LSS en base a las reservas puede ser un obstáculo para la implementación de la expedición.La tabla muestra las características de masa del SJO, basadas en las existencias de consumibles en relación con la expedición que dura 50, 100 y 500 días para una tripulación de 6 personas:
Basado en las normas de consumo de los principales componentes del LSS obtenidos como resultado de muchos años de práctica de vuelos orbitales largos en las estaciones SALUT, MIR e ISS (oxígeno - 0.96 kg / persona / día, agua potable - 2.5 kg / hombre / día, comida - 1.75 kg / persona / día, etc.), es fácil calcular que la masa de suministros necesaria para una tripulación de 6 personas en un vuelo de 500 días sin importar la tara y los sistemas de almacenamiento ascenderían a más de 58 toneladas (ver tabla). En el caso de utilizar sistemas de soporte vital basados en suministros de consumibles, sería necesario crear sistemas de almacenamiento para productos vitales de cosmonautas: heces, orina, condensado de humedad atmosférica, agua usada higiénica y sanitaria, etc.Lo que, de hecho, es difícil de implementar o incluso imposible (vuelo a Marte, por ejemplo).En 1967-1968, se realizó un experimento médico y técnico anual único en el Instituto de Problemas Biomédicos del Ministerio de Salud con la participación de tres evaluadores: G.A. Manovtsev, A.N. Bozhko y B.N. Ulybyshev. En el experimento de cámara hermética, que duró 365 días, se llevó a cabo una evaluación biomédica y técnica de un nuevo complejo de sistemas regenerativos de soporte vital.
La composición del complejo de laboratorio de vertederos incluyó:, ,
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Los sistemas experimentales de soporte vital regenerativo basados en procesos físicos y químicos, probados en el experimento médico y técnico anual, fueron el prototipo del LSS estándar para las tripulaciones de las estaciones orbitales Salyut, MIR e ISS.Por primera vez en la práctica mundial de vuelos tripulados en la estación espacial Salyut-4, funcionó el sistema de regeneración SRV-K, un sistema para producir agua potable a partir de condensado con una atmósfera de humedad. La tripulación de A. A. Gubarev y G. M. Grechko utilizó el agua regenerada en el sistema SRV-K para beber y preparar alimentos y bebidas. El sistema funcionó durante todo el vuelo tripulado de la estación. Sistemas similares del tipo SRV-K operaban en las estaciones Salyut-6, Salyut-7 y MIR.
Nota del 28/02.17: gracias por la ayuda para editar y conocer la etimología de artyumsRetiro:20 de febrero de 1986, la estación orbital soviética Mir fue puesta en órbita .
El 23 de marzo de 2001 se inundó en el Océano Pacífico.Nuestra estación Mir se inundó cuando cumplió 15 años. Ahora los dos módulos rusos que forman parte de la ISS ya son 17. Pero nadie va a hundir la ISS todavía ...La eficiencia del uso de sistemas de regeneración se confirma por la experiencia de muchos años de operación, por ejemplo, la estación orbital MIR, a bordo de la cual dichos subsistemas del LSS funcionaron con éxito:"SRV-K" - un sistema para recuperar agua del condensado de humedad atmosférica,
"SRV-U" - un sistema para recuperar agua de orina (orina),
"SPK-U" - un sistema para recibir y preservar orina (orina),
"Electron" es un sistema de generación de oxígeno basado en el proceso de electrólisis del agua,
"Air" es un sistema de eliminación de dióxido de carbono,
"BMP" es un bloque de microimpurezas dañinas, etc.
Sistemas de regeneración similares (excepto SRV-U) están funcionando con éxito en la actualidad. a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS).
El ISS incluye el subsistema para garantizar la composición del gas (SOGS). Composición: medios para controlar y regular la presión atmosférica, medios para equilibrar la presión, equipos para despresurización y presurización de PXO, equipos analíticos de gases, un sistema para eliminar impurezas nocivas del BMP, un sistema para eliminar dióxido de carbono de la atmósfera, "Aire" y medios para purificar la atmósfera. Una parte integral de SOGS son las instalaciones de suministro de oxígeno, incluidas las fuentes de oxígeno de combustible sólido (TEC) y el sistema de producción de oxígeno de agua Electron-VM. Al inicio, solo había 120 kg de aire y dos generadores de oxígeno THC de combustible sólido a bordo del SM.→ Transmisión en vivo en línea desde una cámara web a la ISS.30 000 «» «» 12 «», 2,5 . , «» «» 420 , «» .
En la ISS, los absorbedores de zeolita del sistema Air capturan dióxido de carbono (CO2) y lo liberan al espacio exterior. El oxígeno perdido en la composición de CO2 se repone debido a la electrólisis del agua (su descomposición en hidrógeno y oxígeno). Esto se hace en la ISS por el sistema Electron, que consume 1 kg de agua por persona por día. El hidrógeno ahora se empuja por la borda, pero a la larga ayudará a convertir el CO2 en agua valiosa y metano (CH4) emitido. Y, por supuesto, por si acaso, hay comprobadores de oxígeno y cilindros a bordo.
En la foto: un generador de oxígeno y un simulador para funcionar en la EEI, que falló en 2011.
En la foto: los astronautas establecieron un sistema para desgasificar líquidos para experimentos biológicos en condiciones de microgravedad en el laboratorio de Destiny.
En la foto: Sergey Krikalev con el dispositivo de electrólisis de agua ElectronDesafortunadamente, el ciclo completo de sustancias en las estaciones orbitales aún no se ha logrado. En este nivel de tecnología, utilizando métodos fisicoquímicos, no es posible sintetizar proteínas, grasas, carbohidratos y otras sustancias biológicamente activas. Por lo tanto, el dióxido de carbono, el hidrógeno, los productos de desecho sólidos y que contienen humedad de los astronautas se eliminan al vacío del espacio exterior.
El baño de la estación espacial se ve asíEn el módulo de servicio de la ISS, se han introducido y están funcionando sistemas de limpieza de aire y BMP, sistemas avanzados para la recuperación de agua del condensado SRV-K2M y la generación de oxígeno Electron-VM, así como un sistema para recibir y conservar orina SPK-UM. La productividad de los sistemas mejorados se ha incrementado más de 2 veces (proporciona soporte vital de la tripulación para hasta 6 personas), y los costos de energía y masa se han reducido.
Durante un período de cinco años (datos de 2006), se regeneraron 6,8 toneladas de agua y 2,8 toneladas de oxígeno, lo que permitió reducir la masa de productos entregados a la estación en más de 11 toneladas.La demora con la inclusión del sistema de regeneración de agua urinaria SRV-UM en la composición del complejo del sistema de enfriamiento de combustible líquido no permitió la regeneración de 7 toneladas de agua y redujo la masa de suministro."Segundo frente" - estadounidenses
El
agua de proceso del aparato ECLSS estadounidense se suministra al sistema ruso y al OGS (Sistema de generación de oxígeno) estadounidense, donde luego se "procesa" en oxígeno.
El proceso de restaurar el agua de la orina es una tarea técnica difícil: "La orina es mucho más" sucia "que el vapor de agua ", explica Carrasquillo, "puede corroer las partes metálicas y obstruir las tuberías". Sistema ECLSSutiliza un proceso llamado destilación por compresión de vapor para limpiar la orina: la orina hierve hasta que el agua se convierte en vapor. El vapor, agua purificada naturalmente en estado de vapor (con la excepción de trazas de amoníaco y otros gases), se eleva a la cámara de destilación, dejando una mezcla concentrada de aguas negras y sales, que Carrasquillo llama misericordiosamente "salmuera" (que luego se libera al espacio exterior). Entonces el vapor se enfría y el agua se condensa. El destilado resultante se mezcla con la humedad condensada del aire y se filtra a una condición adecuada para beber. El sistema ECLSS puede recuperar el 100% de humedad del aire y el 85% de agua de la orina, lo que corresponde a una eficiencia total de aproximadamente el 93%.Lo anterior, sin embargo, se refiere al funcionamiento del sistema en condiciones terrestres. En el espacio, aparece una complejidad adicional: el vapor no se eleva: no puede subir a la cámara de destilación. Por lo tanto, en el modelo ECLSS para la ISS, "... rotamos el sistema de destilación para crear gravedad artificial para separar el vapor y la salmuera", explica Carraskillo.Perspectivas:Se conocen intentos de obtener carbohidratos sintéticos de productos vitales de cosmonautas para expediciones espaciales según el esquema:
según este esquema, los productos vitales se queman con la formación de dióxido de carbono, a partir del cual se forma metano como resultado de la hidrogenación ( reacción Sabatier) El metano se puede transformar en formaldehído, a partir del cual se forman monosacáridos como resultado de la reacción de policondensación ( reacción de Butlerov ).Sin embargo, los carbohidratos monosacáridos obtenidos fueron una mezcla de racematos: tetrosis, pentosa, hexosa, heptosis, que no tenían actividad óptica.Nota Incluso tengo miedo de profundizar en el "conocimiento wiki" para profundizar en su significado.El LSS moderno, después de su modernización apropiada, puede ser la base para la creación del LSS, necesario para el desarrollo del espacio exterior.El complejo LSS permitirá garantizar una reproducción casi completa de agua y oxígeno en la estación y puede ser la base de los complejos LSS para vuelos planificados a Marte y la organización de una base en la Luna.
Se presta mucha atención a la creación de sistemas que proporcionen el ciclo más completo de sustancias. Para este propósito, lo más probable es que utilicen el proceso de hidrogenación de dióxido de carbono por la reacción Sabatier o Bosch-Boudoir , lo que permitirá que se realicen los ciclos de oxígeno y agua:2 + 42 = 4 + 22
2 + 22 = + 22
En el caso de una prohibición exobiológica de la liberación de CH4 en el vacío del espacio exterior, el metano se puede transformar en formaldehído y carbohidratos monosacáridos no volátiles mediante las siguientes reacciones:CH4 + O2 = CH2O + H2O
policondensación
nCH2O -? (CH2O) n
Ca (OH) 2
Me gustaría señalar que las fuentes de contaminación ambiental en las estaciones orbitales y durante los largos vuelos interplanetarios son:- materiales estructurales del interior (materiales sintéticos poliméricos, barnices, pinturas)
- personas (con transpiración, transpiración, con gases intestinales, durante las medidas sanitarias e higiénicas, médicas encuestas, etc.).
- trabajando equipos electrónicos
- unidades de sistemas de soporte vital (Pozo negro dispositivo de ACS, cocina, sauna, ducha)
y másobvia que requieren la creación de Auto sistema de cal del control operativo y entorno de gestión de la calidad. ¿Un cierto ASOKUKSO?Oh, no es en vano que en Baumanka la especialidad en el LJS KA se llamara estudiantes: ASS...Lo que significa:F izne O bespechenii P ilotiruemyh A pparatov
No recuerdo el código, departamento E4.
El final: tal vez no tomé todo en cuenta y en algún lugar confundí hechos, cifras. Luego complementa, corrige y critica.Una publicación interesante me impulsó a esta "verborrea": Verduras para astronautas: cómo se cultivan verduras frescas en los laboratorios de la NASA .Mi hijo más joven en la escuela hoy comenzó a formar un "grupo de investigación de pandillas" para cultivar ensalada de Beijing en un microondas viejo. Probablemente decidieron proveerse de vegetación cuando viajan a Marte. Tendrás que comprar un microondas viejo en AVITO, como La mía sigue funcionando. No lo rompas a propósito?
Nota en la foto, por supuesto, no mi hijo, y no la futura víctima del experimento de microondas.Como prometí mark @ marks, si sale algo, tome fotos y suelte el resultado en el GIC. Puedo enviar la ensalada cultivada por correo a aquellos que lo deseen, por una tarifa, por supuesto.Fuentes primarias:, , .. () «
(, )» / 2008.
« » (http://livescience.ru)- .
«» (www.niichimmash.ru). «».
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Fotos, videos y documentos usados: