Чим дихати в космосі - космос онлайн
- Головна
- статті
- Чим дихати в космосі
У незвичних умовах позаатмосферних польоту космонавтам повинні бути створені всі умови для роботи і відпочинку. Їм потрібно їсти, пити, дихати, відпочивати, спати належний час. Такі прості і буденні для земного буття питання в умовах космосу переростають в складні наукові і технічні проблеми.
Людина може досить довго обходитися без їжі, без води - декілька днів. Але без повітря він може жити лише кілька хвилин. Дихання - найважливіша функція людського організму. Як забезпечується вона в космічному польоті?
Вільний обсяг в космічних кораблях невеликий. як правило, має на борту близько 9 кубічних метрів повітря. А за стінами корабля - майже повний вакуум, залишки атмосфери, щільність якої в мільйони разів менше, ніж у поверхні Землі.
9 кубометрів - це все, що мають для дихання космонавти. Але це чимало. Питання тільки в тому, що буде заповнений цей обсяг, ніж будуть дихати космонавти.
Атмосфера, що оточує людину на Землі, в сухому стані містить за вагою 78,09 відсотка азоту, 20,95 відсотка кисню, 0,93 відсотка аргону, 0,03 відсотка вуглекислого газу. Кількість інших газів в ній майже непомітно.
Азот і аргон - інертна частина повітря. В окислювальних процесах бере участь тільки кисень. Тому виникла думка: а чи не можна в космічному кораблі замінити азот на більш легкий газ, скажімо, гелій. Кубічний метр азоту важить 1,25 кілограма, а гелію - всього 0,18 кілограма, тобто в сім разів менше. Для космічних кораблів, де на обліку кожен зайвий кілограм ваги, це аж ніяк не байдуже. Експерименти показали, що в кіслородногеліевой атмосфері людина може нормально дихати. Це було перевірено американськими акванавтам при тривалих підводних зануреннях.
У технічному відношенні привертає увагу також одногазовая атмосфера, що складається з чистого кисню. В американських космічних кораблях для дихання космонавтів застосовується чистий кисень при тиску близько 270 міліметрів ртутного стовпа. При цьому простіше (а значить, і легше) виходить апаратура для контролю тиску і підтримки складу атмосфери. Однак чистий кисень має свої недоліки: виникає загроза пожежі на космічному кораблі; тривале вдихання чистого кисню викликає неприємні ускладнення в дихальних шляхах.
При створенні штучного середовища в вітчизняних космічних кораблях за основу взята нормальна земна атмосфера. Фахівці, перш за все - медики, наполягли на тому, щоб на борту космічних кораблів був створений куточок рідної планети з умовами, як можна більш близькими до тих, які оточують людину на Землі. Всі технічні вигоди, одержувані при застосуванні одногазовой атмосфери, киснево-гелієвої і інших, були принесені в жертву заради повного комфорту для космонавтів. Всі параметри дуже близькі до норм тієї атмосфери, якої ми дихаємо на Землі. Вони показують, що автоматика "тримає" параметри повітря в кабіні дуже "жорстко", стабільно. Космонавти як би дихають чистим повітрям Землі.
Після посадки космонавтів в корабель, після герметизації його відсіків складу атмосфери в кораблі починає змінюватися. Два космонавта споживають в годину близько 50 літрів кисню і виділяють 80-100 грамів водяної пари, вуглекислий газ, летючі продукти обміну речовин і ін. Тоді вступає в дію система кондиціонування, яка доводить атмосферу "до кондиції", тобто підтримує всі її параметри на оптимальному рівні.
В основу регенерації атмосфери покладені ефективні, перевірені фізичні і хімічні процеси. Відомі хімічні речовини, які при з'єднанні з водою або вуглекислим газом здатні виділяти кисень. Це надперекісі лужних металів - натрію, калію, літію. Щоб при цих реакціях виділилося 50 літрів кисню - годинна потреба двох космонавтів, - необхідно 26,4 грама води. А виділення її в атмосферу двома космонавтами, як ми вже сказали, досягає 100 грамів на годину.
Частина цієї води витрачається на отримання кисню, частина зберігається в повітрі для підтримки нормальної відносної вологості (в межах 40-60 відсотків). Зайва ж вода повинна вловлювати спеціальними поглиначами.
Наявність пилу, крихт, сміття в повітрі неприпустимо. Адже в невагомості все це не падає на підлогу, а вільно плаває в атмосфері корабля і може потрапляти в дихальні шляхи космонавтів. Для очищення повітря від механічних забруднень існують спеціальні фільтри.
Отже, регенерація атмосфери в кораблі зводиться до того, що частина повітря з населених відсіків постійно забирається вентилятором і проходить через ряд пристроїв системи кондиціонування. Там повітря очищається, доводиться до норми за хімічним складом, вологості і температури і знову повертається в кабіну космонавтів. Така циркуляція повітря йде постійно, а швидкість її та ефективність роботи неослабно контролюються відповідною автоматикою.