НОРД. Торговое холодильное и морозильное оборудование -> Статьи -> 10.08.2017 - На МКС дыхательная среда сохраняется благодаря уникальному кондиционеру

Сто пятнадцать лет назад впервые заработала система поддержания заданной температуры в помещении, другими словами — первый кондиционер.

Так появилась возможность формирования дыхательной среды в замкнутых пространствах, что дает перспективы строительства пригодного для человека жилища на других планетах.

Эта идея сейчас тестируется на МКС: там установлена уникальная система регенерации воздуха, разработанная советскими и российскими инженерами, — по сути, сильно усовершенствованный кондиционер.



Если в схему устройства обычного кондиционера входят лишь конденсатор, терморегулирующий вентиль, испаритель и компрессор (это упрощенная схема компрессионного кондиционера), то в схему обеспечения Международной космической станции воздухом, пригодным для дыхания, включены 16 сложнейших многокомпонентных устройств, связанных друг с другом.

Усложнение системы идет от задачи сэкономить на доставке воздуха и воды, ведь каждый килограмм груза, попавший на борт, стоит очень дорого (2 380 долларов с помощью ракеты "Протон" или 4 242 доллара с помощью "Союза-2"). Понятно, что система жизнеобеспечения, построенная на принципе круговорота воздуха и воды, смогла бы существенно снизить расходы на космические полеты, поэтому еще в 60-х годах советским ученым и инженерам была поставлена такая задача.

Эффективность использования регенерационных систем подтверждена опытом многолетней эксплуатации например орбитальной станции «МИР», на борту которой успешно функционировали такие подсистемы СЖО, как:

  • «СРВ-К» — система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги,
  • «СРВ-У» — система регенерации воды из мочи (урины),
  • «СПК-У» — система приема и консервации мочи (урины),
  • «Электрон» — система генерирования кислорода на основе процесса электролиза воды,
  • «Воздух» — система удаления диоксида углерода,
  • «БМП» — блок удаления вредных микропримесей и др.

Аналогичные регенерационные системы (за исключением «СРВ-У») успешно функционируют в настоящее время на борту Международной космической станции (МКС).

Каждая из шестнадцати систем устроена гораздо сложнее, чем обыкновенный кондиционер. Вот, например, СБМП (Система бортовой очистки от микропримесей воздуха служебного модуля) имеет пять фильтров, каждый из которых выполняет свою функцию.

Один проводит предварительную очистку; другой (ФОА) нужен для того, чтобы поглощать из атмосферы и удерживать "тяжелые" углеводороды (этан, пропан, бутан); третий (ЗПЛ) очищает от "легких" и "среднесорбируемых" примесей, используя для этого космический вакуум; четвертый фильтр (ПКФ) предназначен для окисления водорода, угарного газа и сероводорода; пятый (ПКФ-Т) работает на устранение метана и угарного газа.

В состав системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) МКС входит подсистема обеспечения газового состава (СОГС). Состав: средства контроля и регулирования атмосферного давления, средства выравнивания давления, аппаратуру разгерметизации и наддува ПхО, газоаналитическую аппаратуру, систему удаления вредных примесей БМП, систему удаления углекислого газа из атмосферы «Воздух», средства очистки атмосферы.

Составной частью СОГС являются средства кислородообеспечения, включающие твердотопливные источники кислорода (ТИК) и систему получения кислорода из воды «Электрон-ВМ». При стартовом запуске на борту СМ имелось всего лишь 120 кг воздуха и два твердотопливных генератора кислорода ТГК.

Для доставки 30 000 литров воды на борт орбитальной станции «МИР» и «МКС» потребовалось бы организовать дополнительно 12 запусков транспортного корабля «Прогресс», величина полезной нагрузки которого составляет 2,5 тонны. Если принять во внимание тот факт, что «Прогрессы» оборудованы баками для питьевой воды типа «Родник» емкостью 420 л, то количество дополнительных запусков транспортного корабля «Прогресс» должно было бы увеличиться в несколько раз.

В служебном модуле МКС введены и функционируют системы очистки «Воздух» и БМП, усовершенствованные системы регенерации воды из конденсата СРВ-К2М и генерации кислорода «Электрон-ВМ», а также система приема и консервации урины СПК-УМ. Производительность усовершенствованных систем увеличена более чем в 2 раза (обеспечивает жизнедеятельность экипажа до 6 человек), а энерго- и массозатраты снижены.

За пятилетний период их эксплуатации регенерировано 6,8 тонны воды 2,8 тонны кислорода, что позволило уменьшить массу доставляемых на станцию грузов более, чем на 11 тонн.

Сейчас перед специалистами НИИ химического машиностроения поставлена новая грандиозная задача — обеспечение выживания экипажей в длительных космических полетах. Это значит, что рядом с космонавтами уже не будет наземных служб, которые смогут в любой момент прийти на помощь. С одной стороны, понадобится снабдить корабль всем необходимым, с другой — не перегрузить его.

Таким образом, рассчитываются необходимые дополнения к существующей системе, которая вполне может обеспечить воздухом и водой первое поколение людей на новой планете.




       2006 г. Copyright Фирма ‛НОРДтел. /495/ 744-06-37