Животоподдържащи системи за екипажа
Всеки пилотиран полет, особено до далечни галактики, е свързан с необходимостта да се създадат условия екипажът да остане на борда възможно най-близо до Земята. Тази доста сложна задача се решава чрез прилагането на голям набор от мерки, които условно могат да бъдат разделени на две групи:
средствата, необходими за поддържане на човешкия живот като такъв: осигуряване на необходимия състав на въздуха за дишане, поддържане на комфортен микроклимат (температура, влажност и др.), защита от космическа радиация, шум, замърсяване на атмосферата на отделения, биологично замърсяване, отстраняване на отпадъчни продукти и др.;
мерки, насочени към осигуряване на максимален комфорт на борда: оформление на жилищните отделения, интериорен дизайн на работни места, места за почивка, хранене и др.
Ще разгледаме редица въпроси от първата група, както най-сложните технически, така и по важност всички системи за поддържане на живота. По-специално ще се съсредоточим върху системите за регенерация на вода и въздух и системите за биологична защита.
СИСТЕМИ ЗА РЕГЕНЕРАЦИЯ НА ВОДА И ВЪЗДУХ
Задачата на системата за поддържане на атмосферата на станцията е да поддържа необходимото (близо до Земята) налягане (преди изстрелването жилищните отделения комуникират със земната атмосфера - първоначалната настройка), както и да допълва кислорода и да премахва въглеродния диоксид, а в случай на загуба на въздух (по време на заключване), той се допълва с допълнителен от цилиндрите (напълнени, между другото, с високопланински чист въздух). Сгъстеният кислород се използва за поддържане на нормално парциално налягане (малко повече в тесен диапазон, отколкото на Земята) от 210,290 hPa (на Земята - 210,360 hPa). Това се прави, за да се намали масата на станцията, както и при пожарцели. Средната дневна консумация на кислород от човек на борда е 1 кг.
Източници на кислород са:
За краткосрочни полети - криогенни инсталации, където кислородът се съхранява в течно състояние.
За дълги полети - в химически свързана форма, включително под формата на водороден прекис 2H2O2, който в присъствието на катализатор (платина) се разлага на вода 2H2O, кислород O2 и ТОПЛИНА. Получената вода се използва за пиене, а топлината се използва там, където е необходимо (например отопление на оранжерия)
Недостатъкът на втория източник е сложността на такива инсталации и тяхната експлозивност (те все още не се използват). Сложността на инсталацията за изпълнение покрива увеличаването на теглото на самия източник на кислород, така че този източник все още не е използван в съвременните ракетни самолети.
Възможно е да съхранявате преохладен водороден прекис (под формата на лед, защото е по-безопасно) или под формата на твърдо химично съединение като перхидрол. Помислете за хапчета за избелване на косата.
Друг метод за съхранение са твърдите кислородсъдържащи соли.
Натриевият перхлорат Na2ClO4, когато се нагрява с катализатор, се разлага на NaCl сол и кислород O2. Твърдата сол се транспортира удобно в открития космос под формата на малки колоидни частици. Ако зареждате частиците електростатично, те самите могат да се движат от източника към приемника. Например от отделението за производство на частици на кораба до приемник близо до жилищната капсула. Източникът на топлина за разграждането на кислородсъдържащите молекули могат да бъдат плазмени двигатели за ориентиране на капсулите. Работните им камери така или иначе имат нужда от нещо за охлаждане :)))
Полученият по този начин кислород трябва да бъде компресиран. Самият той ще бъде охлаждан от радиация, от сенчестата страна на капсулата, като в същото време генерираелектричество в термоефективен генератор.
Останалата част от готварската сол, която се утаява върху периодично сменените обшивки на термичната защита на двигателите, се транспортира заедно с последната до кораба, където солта се разтваря във вода, почиствайки облицовките, и чрез електролиза на разтвора се превръща обратно в натриев перхлорат.
Енергийно този процес е еквивалентен на разграждането на водата на компоненти със солен катализатор.
Попитан! Няма ли да е по-лесно водата да се разложи веднага? Мога ! Но тогава не е удобно да се транспортират и съхраняват газове.
В космическите станции проблемът с доставянето на кислород се решава съвместно с проблема с отстраняването на въглероден диоксид (парциалното налягане на CO2 не трябва да надвишава 8,11 hPa).
Използват се суперпероксидни съединения на алкални метали. На практика - калиев супероксид. В присъствието на водна пара тя реагира с въглероден диоксид и освобождава кислород:
За 1 kg (дневна човешка норма) кислород са необходими 3 kg K2O4. В същото време се абсорбира 0,825 kg CO2 (72% от среднодневната човешка екскреция - общо се отделят 1,15 kg CO2).
Системите за регенерация на въздуха (абсорбция на въглероден диоксид) са технически кухи (не енергийни) структурни елементи на кораб или станция, пълни с калиев супероксид. Чрез тях се изпомпва въздухът от жилищните помещения. Останалата част от въглеродния диоксид се абсорбира от абсорбери (литиев хидроксид):
Помислете за проблема с почистването на атмосферата на жилищните отделения от вредни микропримеси.
Съставът на микропримесите е широк. Те се отделят от самия човек и строителните материали: въглероден оксид, алдехиди, кетони, бензен, азотни оксиди, амини, мастни киселини, сероводород, метан, метилакрилат и много други. По време на полета те се отстраняват с активни средства. Голяма част от него се разтваря в атмосферната влага иотстранен заедно с кондензата. Някои примеси се окисляват в регенератори и по този начин се довеждат до безвредно състояние или до състояние, което може да се абсорбира от филтърни материали (обикновено се използват специално обработени въглища и хапколит - въглища с добавка на катализатор).
Химическите филтри се използват и по метода на хемосорбцията - химично взаимодействие със специални абсорбери.
Жилищните помещения се почистват от прах с конвенционални филтри (като в прахосмукачка). Факт е, че въздухът в жилищните помещения е постоянно в известно изкуствено движение (малко течение), т.к. всякакви "прахосмукачки" вкарват въздух на мястото, където има различни филтри, а почистеният се разпределя по жилищните помещения. Подухва приятен летен морски бриз (ако добавите съответните соли към атмосферата), или планински бриз - както искате!
Допълнителното пречистване се извършва чрез мембранни филтри с размери на отворите, които не надвишават диаметъра на молекулите; такива филтри могат директно да разделят газовете.
За поддържане на топлинния баланс има вградени системи за термичен контрол. Те трябва да осигурят зададените температурни режими на конструктивните елементи на станцията, техните прибори и оборудване, както и температурата в жилищните помещения. По принцип това е космическа версия на наземните автоматизирани системи за микроклимат. Най-популярни са самоуправляващите се автосистеми :))) Те съдържат специални вещества, които променят свойствата си в зависимост от външните условия. Е, например топлопроводимост или топлинен капацитет.
Разходите за регенерация на атмосферата биха могли да бъдат намалени, ако е възможно да се получи кислород директно от въглероден диоксид по време на полет: чрез разлагането му на кислород и въглерод. На Земята такава задача е възможнареши по няколко начина.
1 - каталитичен реактор;
2 - рекуперативен топлообменник;
3 - воден кондензатор;
Експлоатация.При температура от 600,7000 C в присъствието на катализатор въглеродният диоксид реагира с молекулярен водород, образувайки вода и въглерод:
Водната пара се охлажда предварително в рекуперативен топлообменник и се изпраща в охладител за кондензация. Сепараторната помпа отделя кондензираната вода от газа и я подава към електролизера, където водата се разлага на водород и кислород:
Водородът се подава в реактора, за да взаимодейства с въглеродния диоксид.
По този начин може да се реализира затворен цикъл, въпреки че само 84% от необходимия на човек кислород е в издишания въглероден диоксид (останалата част от кислорода се използва от тялото за окислителни процеси), следователно е необходимо добавяне на кислород от други източници. Но стойността на идеята е, че основната част все пак се получава от издишания въздух. Този метод не е използван на летящи космически станции, т.к те изискват много сложни инсталации и огромни разходи за енергия (0,8 kW на човек).
Може би в рамките на нашия проект тези проблеми изобщо няма да възникнат :-))) Тъй като въглеродният диоксид лесно се втечнява при налягане от 60 атмосфери и служи като отличен охладител на горещите точки на кораба. Той може да се натрупва в течна форма между прозрачните прегради на кораба и да служи на екипажа не само като допълнителна защита срещу вредни лъчения, но и като местообитание за водорасли, които отделят кислород по време на фотосинтеза. Ще бъде красиво! :))) Прозрачни прегради и в тях "подводния" свят. По-точно субвъглероден диоксид :))) и кислородни мехурчета!
2. В станциите вече се провеждат експерименти за използване на живи растения (предстои да бъде уточненотехнология на отглеждане при нулева гравитация, подбор на сортименти и др.). Както знаете, през нощта зелената покривка отделя въглероден диоксид, а при слънчева (или изкуствена) светлина го абсорбира и освобождава кислород. Ако създадем изкуствена атракция на нашата станция, тогава имаме невероятна възможност да създадем голяма оранжерия, която ще реши много психологически и технически проблеми!
Изкуствената атракция в оранжерията се създава чрез завъртането й около оста. След това растенията растат към центъра на ротация. С диаметър на оранжерията от 50 метра можете да създадете комфортни условия :)))
Относно живи прегради
3. Забележка! Плътността на течния въглероден диоксид е 500 пъти по-висока от плътността на газа, което означава, че ако осветеността на растенията е 500 пъти по-голяма, тогава обемът на активната зона на фотосинтезата при същата производителност ще бъде 500 пъти по-малък! И растенията няма да могат да прегреят течен CO2 - страхотен охладител :)))
БИОЛОГИЧНИ ОТБРАННИ СИСТЕМИ
Целта на биологичната защита на кораба и екипажа е свободният и безопасен живот на екипажа във всяка среда! Това означава, че всякакви агресивни прояви от страна на всякакви форми на живот трябва да бъдат предварително открити и взети предвид в набор от защитни мерки.
Би било идеално да се знае предварително къде и каква опасност очаква екипажа, както и всички възможни последици от контакт с други форми на живот. За да направите това, трябва да използвате стандарта за ASTRA трансфер на данни от бъдещето към миналото. Обменът на информация от този вид елиминира изненадите. Освен това има благоприятен ефект върху потенциално нежелани събития, като измества статистическото равновесие в правилната посока.
Вторият цикъл на биосигурност се формира от настоящите меркисигурност. Източникът на заплахата може да бъде не само активни форми на интелигентен и неинтелигентен живот, но и неволно създадени полета (например техногенни) и вещества, например отровни.
3. Създаване на динамични негативи (инверсии) на средата според получените данни, без детайлно проучване на детайлите.
По раздели: дубликати на микроорганизми, пълни инверсии и антагонисти на тези микроорганизми, инверсии на всички открити полета, копия и инверсии (евентуално виртуални) на всички представители на флората, фауната, разума, ако умът не надвишава нивото на Земята.
4. Максимална откритост и добронамереност при среща с разум, който надхвърля човешките възможности и възможностите на ASTRA.
5. Моделиране на поведението на околната среда при поява на екипажа.
6. Разработване на поведенчески, стратегически, външен химичен, биологичен, полеви, информационен състав на десантната група, с минимално нарушаване на природната среда.
7. При нарушение на някой от параметрите да се осигури активно потискане на чуждостта на външната повърхност на екипажа.
Например: понякога шумът се потиска чрез активно излъчване на звукови вълни в противофаза с вълни от източника на шум.
Общо заключение:Екипажът не трябва да се откроява сред местните! Това е основната гаранция за сигурност.
Тази опция е подобна на защитата на протектора. Протекторът е унищожен, но това защитава екипажа без съпротива срещу агресора. Протекторът трябва да е евтин и лесно размножим.
2. Постоянно изучавайте и моделирайте реакциите на всички взаимодействащи страни, но с по-бързи темпове.
3. Провеждане на опити за лидерство чрез поставяне на симулиран екипаж в околната среда, това може да бъде имитация в желания диапазон, например микробни комплекси, живеещи върху хора, полета, излъчвани от хора и т.н.
4. Съхранявайте резервни смутители във всеки диапазон на радиация, както и вещества, които разрушават всякакви биологични структури или затрудняват насочването им, както и блокират основния жизнен процес.
5. Поддържайте в готовност микроорганизми с огромна скорост на размножаване и способност да имитират местните микроорганизми във всичко, с изключение на агресивния им компонент. Такива микроби могат незабавно да изместят местните жители, запълвайки всичките им ниши, но те ще останат приятели на хората.
В някои случаи е необходима пълна изолация на човек от околната среда (костюм, капсула и др.) И постоянна дезинфекция на повърхността на изолатора.
За всички въпроси, моля, свържете се с разработчиците:TILиRYS