НАСА рассказало о работе систем жизнеобеспечения, которые восстанавливают или перерабатывают расходные материалы, такие как пища, воздух и вода, на Международной космической станции.
В идеале системы жизнеобеспечения должны восстанавливать около 98% воды, которую экипажи берут с собой. Система экологического контроля и жизнеобеспечения космической станции (ECLSS) недавно продемонстрировала, что она может достичь этой цели, отметили в НАСА.
ECLSS представляет собой комбинацию оборудования, включающую систему восстановления воды. Эта система собирает сточные воды и отправляет их в узел обработки воды (WPA), который производит питьевую воду. В одном специализированном компоненте используются усовершенствованные осушители для улавливания влаги, выделяемой в воздух кабины от дыхания и пота экипажа.
Другая подсистема, сборка процессора мочи (UPA), извлекает воду с помощью вакуумной дистилляции. Дистилляция производит воду и отсеивает концентрат, который всё ещё содержит некоторое количество пригодной для повторного использования воды. Сборка соляного процессора (BPA), разработанная для извлечения этих оставшихся вод, позволила системе достичь цели восстановления 98% воды.
«Это очень важный шаг вперед в эволюции систем жизнеобеспечения», — говорит Кристофер Браун, член команды Космического центра Джонсона, которая управляет системой жизнеобеспечения космической станции. «Допустим, вы набираете на станции 100 фунтов воды. Вы теряете два фунта из них, а остальные 98% просто продолжают использоваться. Сохранение этого состояния — довольно крутое достижение».
«До BPA наша общая регенерация воды в целом составляла от 93 до 94%», — отмечает Джилл Уильямсон, менеджер по водным подсистемам ECLSS. «Теперь мы продемонстрировали, что можем достичь полного извлечения 98% воды благодаря BPA».
BPA пропускает произведённый UPA концентрат через специальную мембранную технологию, а затем продувает его тёплым сухим воздухом для испарения воды. Этот процесс создает влажный воздух, который, как и продукты дыхания и пот экипажа, собирается системами.
Вся собранная вода обрабатывается WPA. Сначала используется ряд специализированных фильтров, а затем каталитический реактор, который расщепляет любые оставшиеся следы загрязняющих веществ. Датчики проверяют чистоту воды, и сточная перерабатывается. Система также добавляет йод в очищенную воду, чтобы предотвратить рост микробов, и хранит её для использования экипажем. Каждому члену экипажа требуется около 3,8 л воды в день для потребления, приготовления пищи и гигиены.
«Обработка в основном аналогична некоторым наземным системам распределения воды, только работает в условиях микрогравитации», — говорит Уильямсон. «Экипаж не пьёт мочу; они пьют воду, которая была восстановлена, отфильтрована и очищена таким образом, что она даже чище, чем та, которую мы пьём здесь, на Земле».
Системы в ECLSS протестировали, чтобы продемонстрировать, что каждая из них может работать в течение длительного времени без большого объёма технического обслуживания или запасных частей.
«Регенеративные системы ECLSS становятся всё более важными, когда мы выходим за пределы низкой околоземной орбиты», — говорит Уильямсон. «Невозможность пополнения запасов во время космической разведки означает, что мы должны быть в состоянии восстановить все ресурсы, необходимые экипажу в этих миссиях. Чем меньше воды и кислорода мы должны доставить, тем больше научной полезной нагрузки можно добавить к ракете-носителю».
Ранее НАСА показало чашку Space Cup, с помощью которой астронавты смогут пить кофе в невесомости. В ней задействована концепция гидродинамики для имитации эффектов гравитации в космосе.
Источник новости: habr.com
