Жизнеобеспечение в космическом полете

Околоземное космическое пространство и многие небесные тела характеризуются крайне низким барометрическим давлением и специфической газовой средой в атмосфере (отсутствие кислорода, необходимого для дыхания живых организмов), резкими колебаниями температуры поверхности небесных тел и их газовой оболочки, различного рода излучениями, в том числе особенно опасными для живых организмов космическими и коротковолновой ультрафиолетовой радиацией, воздействием твердого межпланетного вещества — метеоритов. Проникновение в космос, жизнь и деятельность человека в нем возможны только при наличии соответствующих систем жизнеобеспечения. Защита от действия неблагоприятных факторов космического полета осуществляется с помощью герметичных кабин космического летательного аппарата и индивидуальных космических. скафандров. В замкнутых объемах герметичных кабин необходимые для жизни и деятельности человека условия создаются и поддерживаются при помощи системы жизнеобеспечения, которая поддерживает искусственную газовую среду (воздух) с оптимальными физическими параметрами (давление, температура, влажность, скорость движения) и химическим. составом, удовлетворяет потребности экипажа в кислороде, пище, воде и удаляет отходы жизнедеятельности человека и других биологических объектов (биокомплекса).

Продолжительность космического полета во многом предопределяет конструктивное решение и выбор принципиальных методов, которые должны быть заложены в основу проектирования звеньев и узлов систем жизнеобеспечения. В зависимости от степени компенсации расхода основных веществ и элементов, участвующих в обменных процессах в малых замкнутых объемах, системы жизнеобеспечения могут быть открытыми, частично закрытыми или закрытыми. Открытые системы содержат запас кислорода, нищи, воды; твердые и жидкие отходы жизнедеятельности в этом случае складируются в специальные емкости, а газообразные продукты поглощаются фильтрами. В частично закрытых системах жизнеобеспечения производится регенерация воды, и кислород получают методом электролиза воды пли разложения углекислоты, в остальном же подобные системы не отличаются от открытых. В закрытых системах происходит круговорот основных элементов и веществ в малых замкнутых объемах космического корабля с воспроизводством пищевых продуктов на борту, регенерацией воды, получением кислорода на основе фотосинтеза и электролиза воды и утилизацией отходов жизнедеятельности человека и биокомплекса. Различают системы жизнеобеспечения, использующие физико-химические методы регенерации веществ и элементов, и системы на основе биологического круговорота веществ. Последние для малых замкнутых объемов не всегда целесообразны, поэтому в некоторых узлах и звеньях таких систем применяют физико-химические методы регенерации и утилизации.

Система жизнеобеспечения космического аппарата «ВОСТОК»

Регенерация и кондиционирование воздуха в системе корабля «Восток» обеспечивались блоком, состоящим из регенеративной установки, холодильно-сушпльного агрегата, поглотителей влаги, контролирующей и регулирующей аппаратуры. Источником кислорода служила надперекись щелочного металла, способная выделять кислород и поглощать углекислый газ при продуве его влажным кабинным воздухом. На выходе из установки находился фильтр для поглощения вредных примесей из воздуха. Осушка воздуха осуществлялась поглощением части влаги регенеративным веществом, осаждением влаги из воздуха на охлаждаемых поверхностях теплообменника холодильно-сушильного агрегата и поглощением влаги химическими поглотителями на основе импрегнированных тканей. Требуемые температурный и влажностный режимы в кабине поддерживались с помощью холодильно-сушильного агрегата, состоящего из теплообменника, вентилятора, регулятора температуры и др. Тепло от холодильно-сушильного агрегата отводилось хладагентом, подаваемым из системы терморегулирования. Запасы пищи и воды хранились в заложенных в контейнеры алюминиевых тубах и пакетах из полимерных пленок, в которыхрых размещался весь рацион космонавтов. Удаление твердых и жидких отходов жизнедеятельности космонавтов обеспечивалось работой АСУ. В герметичной кабине космического аппарата поддерживалось давление 755—775 мм рт. ст., содержание кислорода 21— 25объемн. %.углекислого газа 0,35 — 0,5 объемн. %, относит, влажность воздуха 51—57%, температура воздуха + 13° - 26°.

Система жизнеобеспечения космического аппарата «АПОЛЛОН»

Рассчитана на 14-суточный полет 3 космонавтов в командном модуле и 48-часовое пребывание 2 космонавтов в лунном модуле (посадочном аппарате). Атмосфера кабины — медицинский кислород с давлением 0,35 ата, источником которого служит газификатор, хранящий жидкий кислород при сверхкритическом давлении. Углекислый газ поглощается патронами с гидроокисью лития. Сублимированные пищевые продукты, расфасованные в специальной упаковке, помещаются в контейнере космического аппарата. Продукты жизнедеятельности членов экипажа складируются в контейнеры с консервантами. Терморегулирование в командном модуле производится охлаждением кислорода с помощью промежуточного хладагента в радиационном теплообменнике, при пиковых тепловыделениях — в гликолевом испарителе; терморегулирование в лунном модуле осуществляется охлаждением кислорода в водяном и гликолевом испарителях. Сконденсированная в теплообменнике скафандра влага в командном модуле откачивается насосом с пневмоприводом в емкость для хранения, а в лунном модуле удаляется с помощью 2 центробежных влагоотделителей. система лунного модуля состоит из 54 агрегатов общим весом 103 кг. Потребляемая мощность 251 вт.

Ранцевая система жизнеобеспечения – это выполненная в виде наспинного ранца, используемая при выходе космонавтов из космического корабля в космическое пространство, на поверхность Луны и др. небесных тел.

Полностью автономная система жизнеобеспечения обеспечивает жизнедеятельность космонавта в условиях воздействия глубокого вакуума, солнечной и космической радиации. В блоках системы регенерации (кондиционирования воздуха) автономной системы жизнеобеспечения осуществляется очистка воздуха от углекислого газа, водяных паров и вредных примесей, восполнение израсходованного для дыхания кислорода и поддержание необходимого температурного режима.

В перспективных системах жизнеобеспечения регенерация воздуха основана на физико-химических системах, обеспечивающих очистку от углекислого газа и влаги с помощью регенеративных продуктов и получение кислорода из выделяемых человеком углекислого газа и воды.

Дата добавления: 2014-01-07