Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Elektron (ISS) )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Блок-схема, показывающая компоненты системы жизнеобеспечения МКС. См. Подробности в тексте рядом.
Взаимодействие между компонентами системы экологического контроля и жизнеобеспечения МКС (ECLSS)

Система экологического контроля и жизнеобеспечения Международной космической станции ( ECLSS ) - это система жизнеобеспечения, которая обеспечивает или контролирует атмосферное давление , обнаружение и тушение пожара, уровни кислорода, удаление отходов и водоснабжение. Наивысшим приоритетом для ECLSS является атмосфера МКС, но система также собирает, обрабатывает и хранит отходы и воду, производимые и используемые экипажем, - процесс, который позволяет рециркулировать жидкость из раковины, душа, туалета и конденсат из воздуха. Система "Электрон" на борту " Звезды" и аналогичная система в " Судьбе" вырабатывают кислород на борту станции. [1]У экипажа есть запасной вариант в виде баллонов с кислородом и канистр для производства кислорода на твердом топливе (SFOG). [2] Углекислый газ удаляется из воздуха российской системой Воздуха в Звезде, одним узлом удаления углекислого газа (CDRA), расположенным в американском лабораторном модуле, и одним CDRA в американском модуле узла 3. Другие побочные продукты человеческого метаболизма, такие как метан от метеоризма и аммиак из пота, удаляются фильтрами с активированным углем или системой контроля следов загрязнения (TCCS). [2]

Системы восстановления воды [ править ]

МКС имеет две системы рекуперации воды. «Звезда» содержит систему рекуперации воды, которая перерабатывает водяной пар из атмосферы, который может быть использован для питья в аварийной ситуации, но обычно подается в систему « Электрон» для производства кислорода . Американский сегмент имеет систему восстановления воды, установленную во время STS-126 [3], которая может перерабатывать водяной пар, собранный из атмосферы, и мочу в воду, предназначенную для питья. Система восстановления воды была первоначально установлена ​​в Destiny на временной основе в ноябре 2008 года [3] и перенесена в Tranquility (Узел 3) в феврале 2010 года [4].

Три стойки ECLSS, выставленные на испытательном стенде Центра космических полетов им. Маршалла ECLSS в 2012 году. Слева направо: система рекуперации воды (стойка 1), WRS (стойка 2) и система генерации кислорода.

Система восстановления воды состоит из блока обработки мочи и блока обработки воды, размещенных в двух из трех стоек ECLSS. [5]

Блок обработки мочи использует процесс вакуумной перегонки при низком давлении, в котором используется центрифуга для компенсации недостатка силы тяжести и, таким образом, помощи в разделении жидкостей и газов. [6] Устройство для обработки мочи рассчитано на нагрузку 9 кг / день, что соответствует потребностям бригады из 6 человек. [3] Хотя дизайн предусматривал восстановление 85% содержания воды, последующий опыт с осаждением сульфата кальция [4] (в условиях свободного падения на МКС уровень кальция в моче повышен из-за потери плотности костей) привел к пересмотренному производственному уровню извлечения 70% воды.

Вода из узла обработки мочи и из источников сточной воды объединяется для подачи на узел водоподготовки, который отфильтровывает газы и твердые материалы перед прохождением через фильтрующие слои, а затем через узел высокотемпературного каталитического реактора. Затем вода проверяется бортовыми датчиками, и недопустимая вода циркулирует обратно через узел водного процессора. [5] [6]

Узел удаления летучих веществ совершил полет на STS-89 в январе 1998 года, чтобы продемонстрировать каталитический реактор узла водоподготовки в условиях микрогравитации. Летный эксперимент по компрессионной дистилляции летал, но был уничтожен на STS-107 . [6]

Узел перегонки блока обработки мочи вышел из строя 21 ноября 2008 г., через день после первоначальной установки. [3] Один из трех датчиков скорости центрифуги сообщал об аномальных скоростях, и наблюдался высокий ток двигателя центрифуги. Это было исправлено путем повторной установки дистилляционной установки без нескольких резиновых виброизоляторов. Дистилляционная установка снова вышла из строя 28 декабря 2008 г. из-за высокого тока двигателя и была заменена 20 марта 2009 г. В конечном итоге во время испытаний после отказа один датчик скорости центрифуги был обнаружен смещенным, а подшипник компрессора вышел из строя. [4]

Атмосфера [ править ]

В настоящее время на борту МКС используется несколько систем для поддержания атмосферы космического корабля, аналогичной земной . [7] Нормальное давление воздуха на МКС составляет 101,3  кПа (14,7  фунтов на кв. Дюйм ); такой же, как на уровне моря на Земле. «Хотя члены экипажа МКС могли оставаться здоровыми даже при более низком давлении, оборудование на станции очень чувствительно к давлению. Если давление упадет слишком сильно, это может вызвать проблемы с оборудованием станции». [8]

Система оживления воздуха [ править ]

Двуокись углерода и следы загрязняющих веществ удаляются системой восстановления воздуха. Это стойки НАСА, помещает в Спокойствии , предназначен для обеспечения диоксид углерода Снятия в сборе (CDRA), след загрязняющее управления Сборочного узел (TCCS) для удаления загрязнений опасных следов от атмосферы и основной компонент анализатора (МКА) для мониторинга азота , кислород , диоксид углерода , метан , водород и водяной пар . Система оживления воздуха была доставлена ​​на станцию ​​на борту STS-128 и временно установлена ​​в японском экспериментальном модуле.герметичный модуль. Систему планировалось передать на Tranquility после того, как она прибыла и была установлена ​​во время миссии Space Shuttle Endeavour STS-130 . [9]

Система генерации кислорода [ править ]

Система генерации кислорода (OGS) - это стойка НАСА, предназначенная для электролиза воды из системы восстановления воды для производства кислорода и водорода. Кислород доставляется в атмосферу кабины. Аппарат устанавливается в модуль Destiny . Во время одного из выходов в открытый космос, проведенного космонавтами STS-117 , был установлен водородный выпускной клапан, необходимый для начала использования системы. [10] Система была доставлена ​​в 2006 г. компанией STS-121 и введена в эксплуатацию 12 июля 2007 г. [11]С 2001 года американский орбитальный сегмент использовал кислород в резервуаре для хранения под давлением на модуле шлюзовой камеры Quest или из российского служебного модуля. До активации системы Sabatier в октябре 2010 года водород и углекислый газ, извлеченные из кабины, сбрасывались за борт. [6]

В 2011 году американское новостное агентство CBS News и новостной журнал spaceflightnow сообщили, что «OGA в течение последних шести месяцев плохо работала, потому что подаваемая в него вода была слишком кислой», - сказал директор по полетам станции Крис Эделен. «В течение последних нескольких месяцев экипаж станции использовал кислород, доставленный на борту космического корабля-снабженца" Прогресс ", европейского грузового корабля и генератора кислорода" Русский Электрон " , ожидая доставки ремонтного оборудования OGA. OGA, как и Elektron , использует электричество расщеплять молекулы воды на водород и кислород » [12].

Advanced Closed Loop System (ACLS) - это стойка ESA, которая преобразует углекислый газ в кислород и воду. Это сильно отличается от кислородной установки НАСА, которая зависит от постоянной подачи воды с Земли для выработки кислорода. Эта способность производить воду избавит от необходимости запускать дополнительные 400 литров воды для пополнения запасов грузов в год. 50% углекислого газа, который он перерабатывает, можно преобразовать в кислород, и сам по себе он может производить достаточно кислорода для 3 космонавтов. Остальные 50% углекислого газа выбрасываются с МКС вместе с образующимся метаном. ACLS - отличное дополнение к кислородной стойке НАСА. ACLS является демонстратором технологий, но в случае успеха он будет навсегда оставлен на борту МКС. Он был доставленKounotori 7 запускается в сентябре 2018 года и устанавливается в модуле Destiny . [13]

Система Сабатье [ править ]

Система Сабатье замыкает петлю в ECLSS, объединяя отработанный водород из системы генерирования кислорода и углекислый газ из атмосферы станции с использованием реакции Сабатье и сохранения этих ценных химикатов. Выходы этой реакции - вода и метан. Вода рециркулируется, чтобы уменьшить общее количество воды, которое должно быть доставлено на станцию ​​с Земли, а метан сбрасывается за борт через теперь совместно используемую вентиляционную линию для водорода, установленную для системы генерации кислорода. [14]

Электрон [ править ]

Блоки «Электрон» в сервисном модуле «Звезда».

Электрон - российский электролитический кислородный генератор, который также использовался на « Мир» . Он использует электролиз для производства кислорода. Этот процесс расщепляет молекулы воды, извлеченные из других применений на борту станции, на кислород и водород посредством электролиза. Кислород выводится в кабину, а водород выводится в космос. Три генератора кислорода Russian Elektron на борту Международной космической станции столкнулись с проблемами, часто вынуждая экипаж использовать резервные источники (либо баллонный кислород, либо система Vika, о которой говорится ниже). Для поддержки экипажа из шести человек НАСА добавило систему генерации кислорода, о которой говорилось выше.

В 2004 году установка Elektron была остановлена ​​по (первоначально) неизвестным причинам. Две недели поиска и устранения неисправностей привели к тому, что установка снова запустилась, а затем сразу же отключилась. Причина в конечном итоге была связана с пузырьками газа в блоке, который оставался нефункциональным до миссии по пополнению запасов " Прогресса" в октябре 2004 года. [15] В 2005 году персонал МКС подключился к источнику кислорода недавно прибывшего космического корабля "Прогресс", когда аппарат "Электрон" не смогли. [16] В 2006 году пары неисправного блока «Электрон» побудили бортинженеров НАСА объявить «аварийную ситуацию на космическом корабле». Запах гари заставил экипаж МКС заподозрить еще один пожар на «Электроне», но аппарат был только «очень горячим». Утечка едкого гидроксида калия без запахазаставил экипаж МКС надеть перчатки и маски для лица. Было высказано предположение, что запах исходит от перегретых резиновых уплотнений. Инцидент произошел вскоре после ухода STS-115 и незадолго до прибытия миссии по пополнению запасов (включая космического туриста Ануше Ансари ). [17] Elektron не выходил на работу до ноября 2006 г., после того как на судне снабжения "Прогресс" в октябре 2006 г. были доставлены новые клапаны и кабели. [18] ERPTC (Ток терминала обработки восстановления электроэнергии) был вставлен в ISS, чтобы предотвратить повреждение систем. В октябре 2020 года система Elektron вышла из строя, и ее пришлось на короткое время отключить перед ремонтом. [19]

Вика [ править ]

Основная статья: Генератор кислорода Вика

Генератор кислорода «Вика» или «ТГК», также известный как генерация твердого топлива (SFOG) при использовании на МКС, представляет собой химический генератор кислорода, первоначально разработанный Роскосмосом для « Мира» , и он обеспечивает альтернативную систему генерации кислорода. [20] Он использует канистры с твердым перхлоратом лития , которые сжигаются для образования газообразного кислорода. [20] Каждый баллон может обеспечить потребность в кислороде одного члена экипажа в течение одного дня. [21]

Воздух [ править ]

Другая российская система, Воздух (рус. Воздух , что означает «воздух»), удаляет углекислый газ из воздуха на основе использования регенерируемых поглотителей углекислого газа. [22]

Контроль температуры и влажности [ править ]

Контроль температуры и влажности (THC) - это подсистема ISS ECLSS, предназначенная для поддержания постоянной температуры воздуха и контроля влажности воздуха, подаваемого на станцию. Система терморегулирования (TCS) является составной частью системы THC и подразделяется на активную систему терморегулирования (ATCS) и пассивную систему терморегулирования (PTCS). Регулировать влажность можно за счет понижения или повышения температуры, а также за счет добавления влаги в воздух.

Обнаружение и тушение пожара [ править ]

Обнаружение и подавление пожара (FDS) - это подсистема, предназначенная для определения того, что возник пожар, и принятия мер по борьбе с ним.

См. Также [ править ]

  • Техническое обслуживание Международной космической станции

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Тарик Малик (15 февраля 2006 г.). "Air Apparent: новые кислородные системы для МКС" . Space.com . Проверено 21 ноября 2008 года .
  2. ^ Б Патрик Л. Барри (13 ноября 2000 года). «Легкое дыхание на космической станции» . НАСА. Архивировано из оригинального 21 сентября 2008 года . Проверено 21 ноября 2008 года .
  3. ^ а б в г Д. Лэйн Картер (2009). «Состояние регенеративной системы восстановления воды ECLSS (2009-01-2352)» (PDF) . НАСА / САЭ . Проверено 17 сентября 2014 года .
  4. ^ a b c Лейн Картер (2010). «Состояние регенеративной системы восстановления воды ECLS» (PDF) . НАСА . Проверено 17 сентября 2014 года .
  5. ^ a b Роберт М. Багдиджиан; Дейл Клауд (2005). «Состояние систем регенерации ECLSS и производства кислорода на Международной космической станции (2005-01-2779)» (PDF) . НАСА / САЭ . Проверено 17 сентября 2014 года .
  6. ^ a b c d "Система экологического контроля и жизнеобеспечения Международной космической станции" (PDF) . НАСА . Проверено 25 января 2010 года .
  7. ^ Craig Freudenrich (20 ноября 2000). «Как работают космические станции» . Как работает . Проверено 23 ноября 2008 года .
  8. ^ "5–8: Воздух там" . НАСА исследует . НАСА. Архивировано из оригинального 14 ноября 2006 года . Проверено 31 октября 2008 года .
  9. ^ "Пресс-кит STS-128" ( PDF ) . НАСА. 18 августа 2009 . Проверено 1 сентября 2009 года .
  10. ^ «Отчет о состоянии Международной космической станции: SS07-01» . НАСА. 5 января 2007 . Проверено 25 января 2010 года .
  11. ↑ Крис Бергин (12 июля 2007 г.). «На борту МКС активирована система генерации кислорода» . NASASpaceflight.com . Проверено 25 января 2010 года .
  12. ^ http://spaceflightnow.com/shuttle/sts133/110305fd10/index2.html
  13. ^ https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Research/Advanced_Closed_Loop_System . Проверено 15 декабря 2020 г.
  14. ↑ Администратор, NASA Content (17 августа 2015 г.). «Система Сабатье: производство воды на космической станции» . НАСА . Проверено 23 января 2018 года .
  15. ^ Amit Asaravala (20 сентября 2004). «Космический генератор O2 снова выходит из строя» . Проводные новости . Проверено 25 января 2010 года .
  16. ↑ Тарик Малик (4 января 2005 г.). «Отремонтированный кислородный генератор снова вышел из строя на борту МКС» . Space.com . Проверено 25 января 2010 года .
  17. ↑ Уильям Харвуд (18 сентября 2006 г.). «Проблема с кислородным генератором вызывает тревогу на станции» . Космический полет сейчас . Проверено 25 января 2010 года .
  18. ^ "Отчет о состоянии Международной космической станции № 48" . НАСА. 3 ноября 2006 . Проверено 25 января 2010 года .
  19. ^ https://tass.com/science/1214871 . Проверено 14 декабря
  20. ^ a b Керри Эллис - Международная поддержка жизни - журнал Ask
  21. ^ [1]
  22. ^ «Воздействие углекислого газа в полете и связанные с ним симптомы: ассоциация, восприимчивость и практические последствия». Архивировано 27 июня 2011 г. на Wayback Machine (см. Стр. 6), НАСА, июнь 2010 г.

Внешние ссылки [ править ]