Технологии жизнеобеспечения на орбите: как «производят» воздух на МКС

Международная космическая станция (МКС) представляет собой пример того, как человечество может создать пригодную для жизни космонавтов среду в условиях космоса. Одной из важнейших задач для создания такой среды на станции является поддержание внутри МКС воздуха, состав которого пригоден для «существования» человека.

Основную роль в этом процессе играет система «Воздух». Ее ключевым компонентом являются цеолитовые поглотители. Они сделаны из материала с уникальной пористой структурой, способной улавливать молекулы определенных газов. В данном случае, поглотители используются для «захвата и изъятия» из воздуха станции углекислого газа (CO2), который выдыхают космонавты. Этот процесс чрезвычайно важен, так как увеличение концентрации CO2 в воздухе станции опасно не только для здоровья космонавтов, но и для их жизни.

После того как углекислый газ «пойман», система «Воздух» выбрасывает его в открытый космос. Однако этот процесс создает новую проблему: вместе с CO2 станция теряет и кислород, который входит в его состав. Для восполнения кислорода на МКС используется система «Электрон».

«Электрон» — это установка, которая «занимается» электролизом воды. В ходе этого процесса молекулы воды разлагаются на составляющие их элементы: водород и кислород. Кислород, полученный таким образом, восполняет потери, связанные с удалением CO2 «за борт» станции. Для обеспечения одного космонавта кислородом система «Электрон» расходует и перерабатывает практически литр воды в сутки.

В настоящее время водород, который образуется в процессе электролиза воды системой «Электрон», приходится просто сбрасывать в космос. Однако ученые и инженеры работают над тем, чтобы в будущем использовать получаемый водород более эффективно. Одна из перспективных идей заключается в том, чтобы с помощью выбрасываемого сейчас водорода «преобразовывать» уловленный системой «Воздух» углекислый газ обратно в воду. При этом побочным продуктом станет метан (CH4), который можно будет сбрасывать за борт уже совершенно без сожаления. Такой метод позволит сделать систему жизнеобеспечения МКС еще более эффективной.

Несмотря на высокую надежность основных систем жизнеобеспечения «Воздух» и «Электрон», на МКС всегда готовы к нештатным ситуациям. В случае появления проблем с основными системами на станции есть запас кислородных шашек и баллонов со сжатым кислородом. Это гарантирует «кислородную» безопасность для экипажа в случае выхода из строя или сбоев в работе основных систем жизнеобеспечения и дает космонавтам необходимое время для их ремонта и восстановления.

Система жизнеобеспечения МКС — это не просто «набор» технологий, технических решений и оборудования для поддержания жизни человека в космосе. Это настоящая миниатюрная модель земной экосистемы, созданная на орбите.