🌺 👴🏻 👨‍💼 आईएसएस पर कार्बन डाइऑक्साइड 🌠 🍼 👩🏿‍🤝‍👩🏻

अक्टूबर में, आईएसएस पर एक नया (मूल रूप से) वायु पुनर्जनन प्रणाली स्थापित की गई थी, जो हवा चक्र को बंद कर देगी।

सबेटियर रिएक्टर, ऊपर और नीचे का दृश्य

हालांकि, अगर तकनीकी प्रगति के साथ सब कुछ ठीक चल रहा है, तो यह विकल्प लंबे समय तक नहीं रहेगा, और हमारे पास पिछले प्रकार के सिस्टम में एक रोलबैक होगा। लेकिन अगर प्रगति रुकी, तो नई प्रणाली दशकों तक सोने का मानक बन जाएगी।

सारांश: क्या सामान है: थोड़ा ऑक्सीजन? - NASA और US नेवी CO ₂ मानक - एक व्यक्ति कितने CO _{2 का} उत्सर्जन करता है? - मैं वायु पुनर्जनन प्रणालियों की पीढ़ी - द्वितीय पीढ़ी - तीसरी पीढ़ी - पूर्ण पुनर्जनन के साथ प्रणालियों के लिए संभावनाएं - तुलना तालिका

सामानता क्या है?

सभी जानते हैं कि सांस लेने के लिए ऑक्सीजन की जरूरत होती है। कई लोगों को यकीन है कि कमरे में सामानता आती है क्योंकि ऑक्सीजन का कुछ हिस्सा कमरे में समाप्त हो गया था; और हवा करना आवश्यक है ताकि सड़क से एक नया आगमन हो।

वास्तव में, ऐसा नहीं है।

औसत व्यक्ति ऑक्सीजन ~ 1 किलो / दिन (या ~ 1/2 ग्राम / मिनट) का उपभोग करता है।

सामान्य परिस्थितियों में मध्यम कमरे (3x5x2.6 = 40) के तहत (ओ ₂ सामग्री 0.28 किग्रा / मी ³ ) निम्न स्तर तक ऑक्सीजन छोड़ते हैं, जैसा कि पहाड़ों में होता है, एक व्यक्ति को एक सप्ताह तक सांस लेना चाहिए।

वास्तविकता में, जैसा कि आप आसानी से देख सकते हैं, एक सप्ताह के लिए कमरे में दीवार पर काम नहीं करेगा। यदि कोई व्यक्ति बेडरूम में धर्मशाला बंद कर देता है, तो वह शायद ही इस तरह एक रात भी बिताएगा। कुछ घंटों में, नींद बेचैन हो जाएगी, तनाव की भावना बढ़ जाएगी। इस तरह के एक कमरे में दिन यातना बन जाएगा - अलंकारिक रूप से नहीं, बल्कि सबसे शाब्दिक अर्थ में। शारीरिक रूप से, एक व्यक्ति बहुत बीमार हो जाएगा।

यह ऑक्सीजन नहीं है, बल्कि कार्बन डाइऑक्साइड है, जिसे एक व्यक्ति बदले में छोड़ देता है।

एक व्यक्ति कितना सीओ _{2 का} उत्सर्जन करता है?

ताजी हवा में, सीओ ₂ की सामग्री ~ 0.04% (0.5 ग्राम / मी ³ ) है।

सामग्री में 0.7% और आगे की वृद्धि के साथ, सामानता को अनदेखा करना अधिक से अधिक कठिन है। यह केवल मनोवैज्ञानिक असुविधा नहीं है, बल्कि ध्यान देने योग्य शारीरिक परिवर्तन भी हैं (1% से): सांस लेने की आवृत्ति और गहराई में वृद्धि, दबाव में वृद्धि, हृदय गति, और पसीने में वृद्धि; जटिल कार्यों में त्रुटियों की संख्या बढ़ जाती है, एक सिरदर्द शुरू होता है, अधिकतम एकाग्रता अप्राप्य (2% से) हो जाती है। असैनिक अध्ययन में, 2.5% से अधिक की सामग्री के साथ प्रयोग न करें।

यह स्पष्ट है कि 1 किलो हे ₂ का सेवन करने के बाद, एक व्यक्ति सीओ _{2 के} 1.4 किलोग्राम का उत्सर्जन करेगा।

आखिर क्यों नहीं? क्या फेफड़े उत्प्रेरक नहीं हैं?

जब O _{2 का} 1 अणु हवा से अवशोषित होता है, तो क्या वास्तव में 1 CO ₂ अणु बाहर नहीं खड़ा होता है?

जैविक तंत्र के संदर्भ में, यह जरूरी नहीं है। लाल रक्त कोशिकाओं में, ये प्रक्रियाएं अलग हो जाती हैं। एक प्रणाली ऑक्सीजन पर कब्जा करती है, दूसरा कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन करती है।

और वास्तव में, कार्बन डाइऑक्साइड जारी होने की तुलना में अधिक ऑक्सीजन अणुओं पर कब्जा कर लिया जाता है।
यह समझना आसान है कि क्या आप वसा (हमारे मॉडल के भोजन में) पर ध्यान देते हैं। रचना में, उन्हें सीएच _{2 के} रूप में गणना की जा सकती है।

1 ऑक्सीजन अणु के अलावा, एक कार्बन परमाणु को ऑक्सीकरण करने के लिए, हमें हाइड्रोजन को ऑक्सीकरण करने के लिए एक और अतिरिक्त ऑक्सीजन परमाणु की आवश्यकता होगी। सामान्य तौर पर, ऑक्सीजन की खपत कार्बन डाइऑक्साइड से डेढ़ गुना अधिक होती है।

हालांकि, कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन के लिए यह अनुपात 1: 1 के करीब है, इसलिए, सादगी के लिए, श्वसन के "उत्प्रेरक" सन्निकटन को नीचे माना जाता है।

हमारे दीवार वाले कमरे में, 40 मीटर ³ की मात्रा के साथ, शुरू में पूरी तरह से ताजी हवा के साथ, एक व्यक्ति 20 मिनट में "प्राकृतिक" सीओ ₂ सामग्री को दोगुना कर देगा। रात में 20+ बार - 1% तक। प्रति दिन 3% तक।

नासा और यूएस नेवी सीओ ₂ मानक

सांसारिक जीवन में, ऐसे दीवार वाले स्थान जहां खिड़की नहीं खुलती है, और आपको लगातार कई दिनों तक काम करना पड़ता है, वे पनडुब्बी हैं।

अंतरिक्ष यात्रियों की तुलना में बहुत अधिक पनडुब्बी हैं। और उनका काम कम जटिल और जिम्मेदार नहीं है। तो बड़े और उच्च-गुणवत्ता के आंकड़े हैं।

अंतरिक्ष उत्थान प्रणालियों को विकसित करते समय, उन्हें इस अनुभव द्वारा निर्देशित किया जाता है, लेकिन अंतरिक्ष यात्रियों के लिए मानक अधिक मानवीय हैं, नासा ने लंबे समय के लिए 1/3 कारक लेने का फैसला किया:

सीओ <उप> <छोटे> 2 </ छोटे> </ उप> की अनुमेय एकाग्रता ठहरने के समय के आधार पर।

सीओ <उप> <छोटे> 2 </ छोटे> </ उप> की अनुमेय एकाग्रता ठहरने के समय के आधार पर।

वह 0.8% है।

हालांकि, वास्तव में, नासा आईएसएस स्तर को 0.5% से अधिक नहीं रखने की कोशिश कर रहा है। तथ्य यह है कि इस तरह के स्तर पर भी, व्यक्तिगत अंतरिक्ष यात्रियों को असुविधा महसूस होने लगती है, - एमसीसी के मनोवैज्ञानिकों का मानना है कि लोगों का व्यवहार काफी बदल जाता है, भले ही वे खुद शिकायत न करें।

और आवश्यकता उत्पन्न होती है: हवा में कम सीओ ₂ कैसे बनाए रखें?

0 वीं पीढ़ी - उड़ाने

ऐतिहासिक रूप से, यह पहला निर्णय है, क्योंकि सबसे सरल है।

सबसे पहले, गर्भनाल पर भी, लियोनोव

स्पेससूट के वातावरण का बस एक क्रमिक ऑक्सीजन शुद्धिकरण है। साँस लेने के दौरान जारी कार्बन डाइऑक्साइड को निर्वात में छोड़ दिया जाता है - साथ ही साथ शेष मिश्रण भी। जहां सांस लेने के लिए अभी भी बहुत सारी ऑक्सीजन है।

यह स्पष्ट है कि, एक नियमित प्रणाली के रूप में, यह केवल अंतरिक्ष अन्वेषण की शुरुआत में अस्तित्व में था।
अब इस प्रणाली का उपयोग केवल स्पेसशिप में बैकअप सिस्टम के रूप में किया जाता है। यही है, मुख्य प्रणाली की खराबी के मामले में (नीचे, अगली पीढ़ी को देखें), या समय में एक आपातकालीन विस्तार के रूप में, जब मुख्य प्रणाली पहले ही समाप्त हो गई है और अंतरिक्ष यात्री के लौटने का समय नहीं रहा है। आधुनिक स्पेससूट में इस तरह के स्पेयर सिस्टम का अनुमानित संचालन समय आधा घंटा है।

यह स्पष्ट करने के लिए कि ऐसी प्रणाली कैसे अप्रभावी है: इन आधे घंटे में 1.2 किलो ऑक्सीजन उड़ाने पर खर्च किया जाएगा, जिसमें से एक व्यक्ति 15-20 ग्राम अवशोषित करेगा। दक्षता 2% से कम।

मैं पीढ़ी - हवा के लिए प्रसिद्ध "चेकर्स"

यह पुनर्जनन प्रणाली लगभग तुरंत ही मुख्य बन गई - और ऐसा एक दशक बना रहा।

इसका उपयोग चांद पर पहले आदमी और आखिरी लोगों द्वारा (हालांकि आईएसएस पर उस समय तक, और उससे पहले मीर पर, और यहां तक कि स्काईलैब पर भी, अगली पीढ़ी पहले से ही मानक संस्करण के रूप में किया गया था, नीचे देखें)।

हवा को एक बंद चक्र में संचालित किया जाता है, बिना बाहरी निर्वहन के। ऑक्सीजन के नुकसान की भरपाई इस तथ्य से की जाती है कि ऑक्सीजन को सिलिंडर से मिश्रित किया जाता है (या, बाद में, पानी के इलेक्ट्रोलिसिस से), और लिथियम हाइड्रॉक्साइड कंटेनरों का उपयोग सीओ ₂ को हटाने के लिए किया जाता है:

₂ एलआईओएच + सीओ ₂ → ली ₂ सीओ ₃ + एच ₂ ओ

कार्बन डाइऑक्साइड लिथियम कार्बोनेट को बांधता है। औपचारिक रूप से, पानी इस प्रतिक्रिया में जारी किया जाता है, जिसे (सैद्धांतिक रूप से) हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में निकालने और विघटित करने की कोशिश की जा सकती है, जिसे फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है।

वास्तव में, चेकर का उपयोग करने के बाद, अपनी सभी सामग्रियों के साथ, यह कचरा में चला जाता है। इसकी कॉम्पैक्टनेस के कारण, इस तरह की प्रणाली का उपयोग सभी आधुनिक स्पेससूट और डिलीवरी जहाजों (सोयूज, भविष्य के अमेरिकी) में एक मानक प्रणाली के रूप में किया जाता है। इसकी सादगी और विश्वसनीयता के कारण, इस तरह की प्रणाली को आईएसएस पर अतिरिक्त / अतिरिक्त माना जाता है - यदि नियमित प्रणाली क्रम से बाहर है; यदि स्टेशन पर बहुत सारे लोग हैं, और मुख्य प्रणाली सामना नहीं कर सकती है।

जब शटल अभी भी आईएसएस के लिए उड़ान भर रहे थे, उनमें से प्रत्येक के पास पूरी भीड़ थी, और वे सभी स्टेशन पर शटल की अनुमानित उड़ान की तुलना में अधिक समय बिताते थे - दो पूर्णकालिक आईएसएस सिस्टम (रूसी और अमेरिकी) नहीं थे, वे लगातार शटल पर अपने चेकर्स को जलाते थे। और फिर ISS पर ड्राफ्ट के स्टॉक का एक और महत्वपूर्ण हिस्सा। फिर मालवाहक जहाजों पर नई मालगाड़ियों को फेंक दिया गया।

एक आधुनिक अमेरिकी चेकर में 3 किलो LiOH होता है,

रंडी

रूसी 5 किग्रा।

चेकर्स के साथ, आदर्श रूप से, बहुत कम अप्रासंगिक रूप से खो गया है: चेकर्स द्वारा लिया गया कार्बन डाइऑक्साइड; चेकर्स खुद। (और, यदि आप पानी से ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं, तो पानी से निकलने वाला हाइड्रोजन भी पानी में चला जाता है।)

इसी समय, वजन से सबसे बड़ी बर्बादी स्वयं चेकर्स है। क्या ड्राफ्ट खर्च किए बिना किसी तरह संभव है?

द्वितीय पीढ़ी - आईएसएस का नियमित मोड

यदि बहुत अशिष्ट है, तो यह एक भराव के साथ एक उन्नत बिल्ली ट्रे है।

हमारे पास एक पदार्थ है जो गैस से अच्छी तरह से संतृप्त है - लेकिन कोई भी नहीं, लेकिन अणु के व्यास पर निर्भर करता है। कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ लिया जाता है, लगभग कोई नाइट्रोजन और ऑक्सीजन नहीं। यही है, हमारे सामने तथाकथित "आणविक चलनी है।" स्काईलैब के दिनों से, यह एक जिओलाइट है ।

ताकि जिओलाइट गीला न हो (स्टेशन पर सामान्य आर्द्रता, प्रत्येक व्यक्ति प्रति दिन एक लीटर पानी निकालता है), पहले हवा सूख जाती है। ठंडा हो जाता है। और ज़ोलाइट के साथ एक कक्ष में सेवा की।

एक नई प्रणाली के उदाहरण पर

दो ऐसे कैमरे हैं (अमेरिकी प्रणाली में), या तीन (रूसी में)। थोड़ी देर के लिए, कक्षों में से एक कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है, फिर हवा का प्रवाह दूसरी में बदल जाता है। इस समय, पहले के अंदर एक वैक्यूम लगाया जाता है, और जिओलाइट को गर्म किया जाता है। इससे कार्बन डाइऑक्साइड बाहर निकलती है। यह एक चक्र है। अब हम फिर से वायु शोधन के लिए पहले कक्ष का उपयोग कर सकते हैं, और दूसरे को अपक्षय में अपक्षय पर रख सकते हैं।

आदर्श रूप से, आप आईएसएस वातावरण से केवल कार्बन डाइऑक्साइड लेते हैं। यह आपकी अपूरणीय क्षति है (आप इस गैस को जहाज पर भेजते हैं) - लेकिन विज्ञापनदाताओं को स्वयं कई बार उपयोग किया जाता है, बिल्ली ट्रे या चेकर प्रणालियों के विपरीत। (खैर, निश्चित रूप से ऑक्सीजन उत्पादन में इलेक्ट्रोलिसिस के उप-उत्पाद के रूप में हाइड्रोजन ओवरबोर्ड को फेंकते रहें।)

प्रश्न: और अगर कार्बन डाइऑक्साइड को पानी में फेंक दिया गया था, तो क्या यह अफ़सोस की बात है? वह दो-तिहाई या अधिक ऑक्सीजन है!

पीढ़ी 2.5 - प्रयोगात्मक, असफल

उन्होंने मीर के लिए एक प्रणाली विकसित करने की कोशिश की, लेकिन इससे अच्छा कुछ नहीं हुआ।

एक ओर, सोवियत इंजीनियरों के साहस को श्रद्धांजलि अर्पित की जानी चाहिए। यदि सिस्टम काम करता है, तो यह ऑक्सीजन द्वारा चक्र का पूर्ण समापन होगा।

दूसरी ओर, कोई मदद नहीं कर सकता, लेकिन क्लासिक को याद कर सकता है - "बेबी, क्या आप फट रहे हैं?" शायद अगर प्रयासों को कम महत्वाकांक्षी कार्य के उद्देश्य से किया गया था (शुरुआत से ही अमेरिकियों ने सभी काम इतने कम महत्वाकांक्षी कार्य पर किए थे, हालांकि उनके पास बहुत अधिक संसाधन थे), तो सोवियत इंजीनियरों ने इसे पूरी तरह से हल कर लिया होगा, और तीसरी पीढ़ी की प्रणालियों का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाएगा। तीस साल का।

क्या विचार है कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में बदलने के लिए, आप तथाकथित बॉश प्रतिक्रिया का उपयोग कर सकते हैं: कार्बन डाइऑक्साइड हाइड्रोजन के साथ मिलाया जाता है, और उच्च तापमान पर कार्बन डाइऑक्साइड पहले कार्बन मोनोऑक्साइड से कम हो जाता है, और फिर कार्बन मोनोऑक्साइड उत्प्रेरक कार्बन पर परमाणु कार्बन के लिए कम हो जाता है। यह पानी (भाप), और जमा के रूप में कार्बन निकलता है:

सीओ ₂ + 2 एच ₂ → सी + 2 एच ₂ हे

पहले से ही विवरण से, प्रतिक्रिया दिखाई दे रही है और मुख्य कठिनाई: प्रतिक्रिया उत्प्रेरक पर है, जो ग्रेफाइट के एक कोटिंग के साथ कवर किया गया है। और क्या करना है?

सबसे पहले, सफाई मुश्किल और महंगी है (अंतरिक्ष अर्थों में महंगी: अतिरिक्त उपकरणों और उपभोग्य सामग्रियों की आवश्यकता होती है - और उपयोगी द्रव्यमान की लागत संग्रहीत ऑक्सीजन में लाभ से अधिक है)।

दूसरे, ये सफाई बहुत लगातार होनी चाहिए - अगर गाड़ी में तीन हैं, तो प्रति दिन 1 किलो ग्रेफाइट उत्प्रेरक पर बसना चाहिए।

III पीढ़ी - ताजा

शुरुआत से ही, अमेरिकियों ने बॉश की प्रतिक्रिया नहीं करने का फैसला किया, लेकिन एक साबेटियर प्रतिक्रिया। अक्सर इसे सबेटियर रिएक्टर कहा जाता है, क्योंकि प्रतिक्रिया के लिए न केवल उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, बल्कि उच्च दबाव भी होता है।

उत्प्रेरक पर प्रतिक्रिया होती है, हाइड्रोजन को कार्बन डाइऑक्साइड में जोड़ा जाता है, अर्थात अभिकर्मक बॉश प्रतिक्रिया के समान होते हैं, लेकिन प्रतिक्रिया की एक अलग उपज होती है:

सीओ ₂ + 4 एच ₂ → सीएच ₄ + 2 एच ₂ ओ

पानी और मीथेन।

बॉश पर सबटियर का तकनीकी लाभ यह है कि सभी उत्पाद गैसीय और काम करने में आसान हैं। उस संस्करण में जो अब ISS को दिया गया था, मीथेन को केवल बाहर फेंक दिया जाता है (जैसा कि दूसरी पीढ़ी के सिस्टम में, कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर फेंक दिया जाता है)।
लेकिन एक माइनस है। स्मरण करो कि स्टेशन पर नई ऑक्सीजन कहाँ से आती है। पानी का अपघटन।
ऑक्सीजन व्यवसाय में चला जाता है, और हाइड्रोजन (दूसरी पीढ़ी के सिस्टम में) बस ओवरबोर्ड में फेंक दिया जाता है। अब हम सबाटन रिएक्टर को भेजकर इस हाइड्रोजन का उपयोग करने के लिए (कहीं और से हमें प्रतिक्रिया के लिए हाइड्रोजन लेने की आवश्यकता है) कर सकते हैं।

और यहाँ बारी है। पानी में, प्रति ऑक्सीजन परमाणु में 2 हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। और साबेटियर प्रतिक्रिया में प्रति ऑक्सीजन परमाणु में 4 हाइड्रोजन परमाणु होना चाहिए (2 कार्बन के साथ ऑक्सीजन बंधन को बदलने के लिए जाता है, और 2 और हाइड्रोजन को पानी बनाने के लिए इस अलग ऑक्सीजन में ढाला जाता है)।

इस प्रकार, यदि आप पूरी तरह से पानी और सबेटियर रिएक्टर के इलेक्ट्रोलिसिस पर भरोसा करते हैं, तो ऑक्सीजन चक्र केवल 50% तक बंद हो सकता है। सीओ ₂ का आधा पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, लेकिन शेष भाग के लिए, पहले से ही हाइड्रोजन नहीं है।

सबेटियर रिएक्टर को जोड़ने के बाद ब्लॉक आरेख

सबेटियर रिएक्टर को जोड़ने के बाद ब्लॉक आरेख

(यदि आप इस बिंदु पर थोड़ा अभिभूत हैं, तो हतोत्साहित न करें। यहां तक कि ईएसए वेबसाइट पर पहले प्रेस विज्ञप्ति के संकलक को तुरंत महसूस नहीं हुआ कि क्या हो रहा है, और सबसे पहले उन्होंने गलत फ्लोचार्ट को आकर्षित किया और उत्प्रेरक की अक्षमता पर सब कुछ फेंक दिया।)

हकीकत में, अब तक, यह सैद्धांतिक 50% नहीं, बल्कि कम, लगभग 40% निकला। लेख की शुरुआत में, केवल सबेटियर रिएक्टर दिखाया गया है, एक नवाचार तत्व - ब्लॉक हंसी पर, यह हरे तीर के आसपास है।

पूरा सिस्टम बहुत बड़ा है, ठीक उसी तरह जैसा कि अमेरिकियों ने पहले किया था। आधा टन में वैज्ञानिक रैक की पूरी मात्रा।

गेरस्ट ने लोहे के एक टन का चित्रण किया

चौथी पीढ़ी की संभावनाएँ - तीसरी पीढ़ी का विकास?

प्रश्न तुरंत उठता है: अतिरिक्त हाइड्रोजन का उपयोग क्यों न करें? इलेक्ट्रोलिसिस के लिए उपयोग किए जाने वाले पानी के अतिरिक्त आईएसएस के लिए दिया गया?

वास्तव में। CO _{2 के} उस हिस्से पर विचार करें जिसे वैक्यूम में उत्सर्जित किया जाना चाहिए। कार्बन के प्रत्येक 12 द्रव्यमान के लिए, हम ऑक्सीजन के 32 द्रव्यमान को खो देते हैं। और अगर हम लापता हाइड्रोजन को रिएक्टर में जोड़ते हैं और सीएच ₄ में कार्बन को बांधते हैं, तो ऑक्सीजन स्टेशन पर रहेगा, और निकास में हम हाइड्रोजन के केवल 4 द्रव्यमान को खो देंगे। द्रव्यमान में लाभ 32: 4 = 8 गुना है। 1 किलो हाइड्रोजन से 8 किलो ऑक्सीजन बचती!

समस्या यह है कि हाइड्रोजन पानी नहीं है। पानी के परिवहन के लिए साधारण कंटेनरों का उपयोग करना संभव है। सादगी के लिए, हम वितरित पानी के वजन के एक कंटेनर 1/10 पर डालते हैं।

हाइड्रोजन के मामले में, यहां तक कि संपीड़ित, यहां तक कि द्रवीभूत, विपरीत सच है: इसमें मौजूद हाइड्रोजन के द्रव्यमान के लिए तारे के द्रव्यमान का अनुपात ~ 10/1 होगा।

हम आईएसएस को सिर्फ एक किलोग्राम हाइड्रोजन नहीं दे सकते। हमें अभी भी इसके कंटेनर का 10 किलोग्राम वजन उठाना है।

रास्ते में सुरक्षा समस्याओं को हल करने की आवश्यकता का उल्लेख नहीं करने के लिए: हाइड्रोजन भंडारण के दौरान वाल्वों पर एक नियमित रिसाव होता है (यदि गैस के रूप में दिया जाता है), और कंटेनरों में एक समान निर्वहन (यदि द्रवीभूत), तो अंदर कम तापमान बनाए रखने की आवश्यकता के कारण। खतरे के अलावा, ये लीक लंबी अवधि के भंडारण को भी असंभव बनाते हैं। पिट हाइड्रोजन या तो तुरंत इस्तेमाल किया जाना चाहिए या irrevocably खो दिया है।

नतीजतन, यह पता चला है कि आईएसएस को सबेटियर रिएक्टर के लिए अतिरिक्त हाइड्रोजन नहीं, बल्कि इलेक्ट्रोलिसिस के लिए अतिरिक्त पानी पहुंचाना आसान (और अधिक किफायती) होगा। और एक आधे बंद चक्र में काम करते हैं, एक वैक्यूम में अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड को डंप करते हैं।

चौथी पीढ़ी की संभावनाएं - दूसरी पीढ़ी से एक और विकास

जबकि यह केवल ऑक्सीजन में सिस्टम को बंद करने का सवाल था। कार्बन को एक बेकार तत्व के रूप में देखा गया था जो भोजन से अनिवार्य रूप से सिस्टम (लोगों की सांस लेने के माध्यम से) में प्रवेश करता है। हम भोजन के लिए बड़े पैमाने पर लागत को ध्यान में नहीं रखते थे जो लगातार वायु पुनर्जनन चक्र में पेश किया गया था।

लेकिन क्या होगा अगर आप अभी भी कार्बन को बचाने की कोशिश करेंगे? अगर हम कार्बन को कार्बोहाइड्रेट से बांधकर कार्बन डाइऑक्साइड से ऑक्सीजन निकालते हैं, तो मीथेन नहीं?

कार्बोहाइड्रेट, यदि आप केवल घटक रासायनिक तत्वों की संख्या को देखते हैं, तो कार्बन और पानी का लगभग समान मिश्रण है।

प्रतिभागियों के परमाणु द्रव्यमान को याद करें: हाइड्रोजन - 1, कार्बन - 12, ऑक्सीजन - 16।

चलो कार्बन बाइंडिंग के माना तरीकों की प्रभावशीलता की तुलना करें, निर्वात में छुट्टी दे दी गई पदार्थ के द्रव्यमान के दृष्टिकोण से (जो इससे पहले जमीन से स्टेशन तक उठाया जाना चाहिए!)।

जब सभी सीएच ₄ ओवरबोर्ड डंपिंग (और हाइड्रोजन को इलेक्ट्रोलिसिस से भी वहां भेजा जाता है), तो हम प्रत्येक कार्बन परमाणु के लिए दो पानी के अणुओं को खो देते हैं, अर्थात 1 द्रव्यमान के लिए 3 कार्बन का द्रव्यमान।
सबेटियर प्रतिक्रिया में (हाइड्रोजन की कमी के कारण), हम प्रत्येक कार्बन परमाणु के लिए एक पानी का अणु खो देते हैं, अर्थात 1 द्रव्यमान कार्बन के लिए, 1.5 द्रव्यमान पानी
जब कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित किया जाता है, तो हम प्रत्येक कार्बन परमाणु के लिए एक पानी के अणु का उपभोग करते हैं, अर्थात 1 द्रव्यमान कार्बन के लिए, 1.5 द्रव्यमान पानी।

जैसा कि आप देख सकते हैं, इलेक्ट्रोलिसिस + सबेटियर चक्र में इलेक्ट्रोलिसिस + कार्बोहाइड्रेट चक्र के समान दक्षता है।

लेकिन! सबेटियर प्रतिक्रिया के दौरान, हम स्टेशन से इस पदार्थ को डंप करते हैं, इसे पूरी तरह से खो देते हैं। और कार्बोहाइड्रेट - आप उन्हें भोजन के लिए उपयुक्त बनाने की कोशिश कर सकते हैं?

अंतरिक्ष यात्रियों के भोजन में न केवल कार्बोहाइड्रेट (सादगी के लिए, 400 ग्राम) होना चाहिए, बल्कि वसा (100 ग्राम) और प्रोटीन (100 ग्राम) भी होना चाहिए। इस वजह से, ऑक्सीजन और पोषण के लिए चक्र को बंद करना, केवल कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बोहाइड्रेट बनाना, काम नहीं करेगा। लेकिन उत्पादों के कम से कम कार्बोहाइड्रेट हिस्से को बदलने के लिए? यह 2/3 है, अगर सूखी रचना!

फिर अंतिम संतुलन बदल जाएगा:

- एक तरफ, हम सबटियर के माध्यम से चक्र के साथ तुलना में पानी की खपत को 3 गुना कम कर देते हैं (560 ग्राम से 165 तक, यह कार्बन के कार्बोहाइड्रेट बंधन के लिए है जो खाया प्रोटीन और वसा से आया है, इसके 110 ग्राम; सैद्धांतिक रूप से, इन 165 ग्राम भी; पानी बंद नहीं लिखा जा सकता है, और बोर्ड पर चीनी बचा सकते हैं, लेकिन यह सिर्फ चक्र की मांग में नहीं होगा, शुद्ध कार्बोहाइड्रेट की आपूर्ति जमा होगी)

- साथ ही, भोजन की खपत (शुष्क रचना) प्रति व्यक्ति 400 ग्राम कम हो जाती है / दिन (हमने कार्बोहाइड्रेट के लिए भोजन चक्र बंद कर दिया)।

कुल मिलाकर, लाभ प्रति व्यक्ति / दिन ~ 700 ग्राम है।

क्या उम्मीद करें?

संक्षेप में: नासा, ईएसए पिछले उत्थान प्रणाली (सबटियर रिएक्टर के बिना adsorbers के माध्यम से) पर लौटने की संभावना देखते हैं - केवल अब, जब adsorbent उतारते समय, एक खुली वैक्यूम का उपयोग न करें, लेकिन एक प्रयोगशाला एक। बंद वैक्यूम कक्ष जिसमें से कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर पंप किया जाता है और इसे कार्बोहाइड्रेट के उत्पादन के लिए निर्देशित किया जाता है।
और एक मात्र ट्रिफ़ल बनी हुई है: कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोहाइड्रेट में कैसे परिवर्तित करें?

आप इसे पूरी तरह से रासायनिक रूप से करने की कोशिश कर सकते हैं। लेकिन यह मुश्किल है। यदि यह सरल होता, तो हम लंबे समय तक चीनी और जैव-फ़ीड को वृक्षारोपण से नहीं, बल्कि विस्तार से बिजली संयंत्रों में ले जाते।
आप इसे प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से जैविक रूप से करने की कोशिश कर सकते हैं, लेकिन यहां सब कुछ चिकना नहीं है।

परिचारिका पर ध्यान दें: कितने घर पौधों की आवश्यकता होती है ताकि आप कभी भी हवादार न हो सकें?

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आप मीथेन और पानी से कार्बोहाइड्रेट और हाइड्रोजन बनाने की भी कोशिश कर सकते हैं। नासा ने कार्बन डाइऑक्साइड को एक पत्थर के साथ दो पक्षियों को पकड़ने के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में चुना: यह समाधान न केवल उड़ान में उत्थान चक्र को बंद करने के लिए उपयोगी हो सकता है, बल्कि ग्रह पर पदार्थ के सक्रिय विकास के लिए भी - मंगल के वातावरण में, जहां सीओ _{2 है} । और यहाँ, पृथ्वी पर, यह उपयोगी होगा।

लेकिन सबसे अधिक संभावना है, सबटियर रिएक्टर के साथ सर्किट सबसे प्रभावी रहेगा - और, दशकों तक मानवयुक्त अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में प्रगति की वास्तविक गति को देखते हुए।

तुलना तालिका

पीढ़ी	सीओ ₂ हटाने विधि	नुकसान ¹ (/ व्यक्ति / दिन)	एक नियमित प्रणाली के रूप में	एक अतिरिक्त / जोड़ें के रूप में।
	उड़ाने	50 किग्रा O ₂ -कंपनी ²		सूट
मैं	LiOH	1,1 1,5	, («», , )
II	,	1,1	( «», Skylab — )
~~III~~	,	0 ³	(, ) «»
III	, 50% CH ₄	0,6	(. )
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इसलिए, NASA ने जो वास्तविक लक्ष्य निर्धारित किया है, वह मौजूदा व्यवस्था को 40% से 75% तक बंद करना है।

लेकिन भले ही यह इन दोनों चक्रों को शून्य के करीब, या लगभग शून्य तक पहुंचा दे, और यह सब नहीं है। इसका मतलब यह बिल्कुल नहीं होगा कि एक व्यक्ति पूरी तरह से ऑक्सीजन और पानी पर एक बंद चक्र में काम कर सकता है ।

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आईएसएस पर कार्बन डाइऑक्साइड