Регенерация воздуха

Доброй пятницы.

Моя подруга и мой друг. Рад тебя видеть и до сих пор продолжаю космический месяц. Сегодняшняя тема связана с пилотируемым космическим полётом очень плотно, ибо так получилось, что людям без воздуха никак не выжить, а пока мы живы — воздух тратим.

Вернее, конечно, в основном потребляем кислород и выделяем углекислый газ и водяные пары.

А что будет, если весь кислород кончится?

При достижении 10-20% концентрации углекислого газа — верная смерть в течение пяти минут.

Концентрация 3-10% также летальны при длительном воздействии.

И даже более низкие доли могут быть опасны в той или иной мере.

Нет регенерации кислорода — нет жизни. Причем, как видишь, даже не обязательно извести весь кислород.

Ну а что будет, если воздух наполнится водяными парами?

Ведь вода — это жизнь. А вот и нет. Всё в мире яд, и всё лекарство. Дело в дозировке.

Амеры посчитали, что 20% случаев повреждения электроники связаны с окислением контактов, а ещё возможны короткие замыкания, пожары и прочие неприятности. Вода - пожароопасна.

Да и самим людям высокая влажность не полезна. Начиная с 60% влажности среда становится идеальной для размножения бактерий и грибков. А значит, не только риски для здоровья, но и все материалы органического происхождения начнут портиться.

Начиная с 70% пот перестает охлаждать как следует, хуже испаряется, просто стекает. То есть при высокой влажности, как ни странно, потери воды в организме увеличиваются. А вместе с водой — и солей.

Кроме того, в регенерацию атмосферы входит поддержание температуры.

Холодная или слишком жаркая одинаково вредна, уменьшает работоспособность и портит здоровье. А ещё факторы сочетаются, причём всегда во вред. К примеру, низкая температура с высокой влажностью вызовет образование кристаллов льда, который по объему больше, чем вода, а значит, разрывает замкнутые конструкции.

Вообще, контроль атмосферы.

Важен, и не только в космосе. Шахты, подводные лодки и даже просто здания, где одновременно много людей, нуждаются. У всех есть свои нюансы, допустим, в шахтах углекислота естественно собирается внизу, а кислород, напротив, «всплывает». В невесомости плотность газа и температура не влияет на расслоение, всё смешано равномерно.

Но так как у нас космический.

А не шахтёрский месяц, то вернёмся к регенерации в космосе. Задача усложняется низкой или нулевой силой тяжести. Привычные методы работают плохо. Нужна постоянная принудительная вентиляция, а значит, постоянный шум, потоки воздуха и расходы энергии.

В короткой миссии можно обойтись просто запасом воздуха, и тут есть два подхода, американский и нормальный. Американцы экономят на весе и везут чистый кислород. Выгода — деньги, проблема — пожароопасность. Государства, ценящие жизнь подготовленных пилотов выше, чем ракетное топливо, везут ещё и нейтральный азот. Это пустой вес, но можно сэкономить на электроизоляции, пожарной безопасности и прочем прочем. Так что даже не факт, что американский метод дешевле.

Кстати, американцы тоже перешли на нормальный метод, именно поэтому я назвал его нормальным, а не российским.

Трём людям пришлось отдать свои жизни, чтоб переубедить НАСА.

Какие варианты борьбы с УК существуют?

Гидроксид лития. При взаимодействии с углекислым газом выделяется вода и карбонат лития. Очень быстрый, надёжный и не требующий энергии механизм. Минусы — в космических условиях — одноразовый ресурс, воду надо утилизировать. Это хорошая вещь для аварийной переработки УК.

Надпероксид калия. Поглощает УК с выделением кислорода и поташа (карбонат калия). Очень компактен по сравнению с другими системами преобразования УК в кислород. Проблемы. Как и любой химический поглотитель — тратится. Кроме того, может реагировать с водой, и сама реакция выделения кислорода — экзотермическая. А там, где кислород и температура — там проблемы.

CDRA — это хитрый химико-механический «сачок». Многоразовый. Улавливает углекислоту и выводит её прямо в вакуум. Такая расточительность.

Электролиз воды. За счёт огромного расхода энергии и при наличии большого исходного запаса воды можно организовать замкнутый цикл переработки УК с выделением кислорода. А ещё риск получения гремучего газа и взрыва. То, что надо на космической станции.

Фотосинтез. Растения — идеальный безопасный и чистый метод переработки УК в кислород. Ещё и позволяет производить пищу и вторичные продукты. Минус — это самый медленный метод изо всех, и самый требовательный к объёму. Кроме того, растения часть суток не поглощают УК, а напротив, выделяют. Лучше всего использовать ген-модифицированные одноклеточные водоросли с добавленным CAM-фотосинтезом.

К сожалению, в технически отсталых странах запрещено выведение генмодифицированных растений. Будь я параноиком, то предположил бы, что власть имущие тех-отсталых стран берут взятки у Monsanto и прочих, чтоб помогать им бороться с собственными генетиками. Ну или предположил бы, что ради победы на выборах недобросовестные политики играют на страхах консервативных людей. Но я не параноик и даже не думаю в этом направлении.

А что же Иштар?

Она забралась на Лунную станцию и даже не стала разбираться, какой метод производства кислорода используется. Я бы предположил, что электролиз, ибо воды в лунных грунтах — хоть попой ешь. Особенно на полюсе.