Главная страница >  Даты 

Подсистемы регенеративного типа

Подсистемы регенеративного типа

ГЛАВА V Жизнеобеспечение в космосе

Продолжительность работы СЖО можно значительно увеличить еще и путем получения кислорода из углекислого газа. Правда, это потребует некоторого увеличения первоначального веса. Однако при использовании более мощных ракет-носителей такие системы, вероятно, будет целесообразно применять как при орбитальных полетах вокруг Земли, так и на лунной поверхности и в межпланетных полетах продолжительностью более 90 дней. Обычно процесс получения кислорода из углекислого газа состоит из нескольких стадий: отделение и концентрация СО2 его восстановление, в результате чего получается вода, и далее электролиз воды, дающий О2.

Для более продолжительных космических полетов СЖО полузамкнутого типа можно значительно улучшить и уменьшить их вес, если часть подсистем сделать регенеративными. На современном этапе развития техники можно регенерировать кислород и воду. При этом достигается следующая экономия в весе: Регенерируемое вещество Экономия в весе, кг/чел-день Вода для личной гигиены 5,436; Вода из мочи и пота 2,491 Вода из фекальных масс 0,136 Кислород из углекислого газа 0,725

Собирать и концентрировать СO2 можно различными способами, в том числе с помощью молекулярных сит, твердых аминов, окисла серебра, путем электродиализа и вымораживания. Собранный СО2 можно восстанавливать одним из следующих способов:

Рис. 5 Опытные образцы СЖО с регенеративными подсистемами, подобными изображенной, сейчас разрабатываются и испытываются в США. Слева вверху виден блок электролиза воды

CO2 + 4Н2 — СН4 + 2Н2O — реакция Сабатье;

СО2 + 2Н2 — С + 2Н2О — реакция Буша;

К этим методам можно также добавить барботирование СО2 через подвергнутый электролизу расплавленный карбонат какого-либо щелочного металла, в результате чего получается сразу О Какой выигрыш в весе дает применение каждого из этих методов, видно из приведенного графика. Однако, для протекания всех этих реакций к системе необходимо подводить большое количество тепловой или электрической энергии. Экономичность этих способов повысится с использованием более эффективных источников энергии, таких, как солнечные элементы, а также радиоизотопные и термоионные источники энергии.

2СО2 —2СО + О2 — реакция с твердым электролитом,

Полученная вода электролитически разлагается на кислород и водород. Водород можно снова использовать в реакциях Буша или Сабатье. Полученный в результате реакции Сабатье метан можно восстановить до водорода, который далее опять используется в тех же реакциях.

Рис. 5 Зависимость веса СЖО от численности экипажа и метода регенерации кислорода из углекислого газа. Подсчитайте, как значителен будет выигрыш в весе системы жизнеобеспечения корабля, предназначенного для 600-суточного полета к Марсу. 1 – метод Сабатье; 2 – щелочной метод; 3 – метод Буша; 4 – метод разложения на твердых электролитах

Любая регенеративная система дает те или иные отходы, которые следует собирать, подвергать дальнейшей обработке или хранить. Типичными отходами являются твердый углерод, метан и окись углерода. Это вызывает определенные трудности.

Чтобы очистить кабину космического корабля от таких газов, как метан, водород, сероводород и окись углерода, можно использовать каталитические горелки. Они имеют фильтры из древесного угля, нагревательные элементы для подогрева воздуха и гопкалитовые патроны (гопкалит — смесь окислов марганца и меди). Воздух из кабины сначала проходит через древесный уголь, не поглощенные им газы следуют дальше через нагревательный элемент, имеющий температуру 400°С, нагреваются и в результате реакции в гопкалите восстанавливаются.

В количество воды, которое надо регенерировать, входит также избыточная влага в атмосфере отсека. Существует несколько способов ее регенерации: высокотемпературная перегонка в вакууме, электродиализ и испарение в воздухе с последующей компрессией (сжатие под давлением) пара. Как и для других регенеративных систем, для осуществления этих процессов требуются затраты значительного количества электроэнергии или тепла. Всестороннее рассмотрение всех методов позволяет заключить, что, по-видимому, наилучшим способом регенерации является перегонка в вакууме. Во время этого процесса вода дистиллируется в вакууме и бактерии и другие летучие загрязнения удаляются в каталитической горелке. Исследования показывают, что для полета шести человек к Марсу потребуется блок весом всего лишь 90,6 кг.

Большой выигрыш в весе дает повторное использование воды. Ведь каждый член экипажа космического корабля является потенциальным источником приблизительно 2,5 л воды в день.





Далее:
Март 1966.
Владимир Борисович Алексеев.
Altman Scott Douglas.
Anderson Michael Philip.
Апрель 1966.
Anousheh Ansari.
«Аполлон-1».
Аполлон-11.
Аполлон-12.


Главная страница >  Даты