Мар 30

Проблема питьевой воды

Можно определенно считать, что электролиз воды будет занимать важное место в длительно действующих СЖО. Электролитические устройства в условиях невесомости могут заносить образующиеся водяные пары воздушный поток кабины или в воду полученную из других источников, например из систем восстановления кислорода из углекислого газа.

Рис. 2. Схема электролиза воды

Одной из трудностей электролиза при невесомости остается отделение газообразных продуктов от электролита. Если электролит будет отделен от электродов выделяющимися газами, то ток прервется и весь процесс остановится. Еще хуже, если электролит попадет в образующиеся газы, особенно в регенерируемый кислород, который станет очень опасен для космонавта. Для предотвращения в условиях невесомости попадания электролита в газовый поток предложено несколько схем. В одних системах используются мембраны (рис. 2, вверху), пропускающие газы и задерживающие электролит, в других – применяются пористые электроды (рис. 2, внизу). Обе конструкции находятся в различных стадиях разработки. Характеристики некоторых из них сравниваются в табл.1 (вес источника электроэнергии и нагревателей не включен в вес систем электролиза).

Большое число литературных источников посвящено образованию при длительных полетах различных примесей в газовой среде кабин космических кораблей. Анализ примесей, обнаруженных на атомных подводных лодках и в космических кораблях «Меркурий», указывает на наличие большого количества таких веществ и значительное колебание их концентрации. Для воздуха промышленных помещений выработаны нормы предельно допустимой концентрации вредных веществ. Но этими нормами нельзя руководствоваться при оценке газовой среды космических объектов, так как данные взяты в расчете на пребывание человека в такой среде в течение 40 час в неделю.

Таблица 1

Системы электролиза воды для получения кислорода в количестве 3,3 кг/сутки (для четырех человек)

Разновидность систем

Основное оборудование

Дополнительное оборудование

Примечание

обьем, м3

вес, кг

энергия, вт

вес, кг

энергия, вт

Мембранный элемент (циркулирующая вода, мембранные разделители)

0,026

27,2

1235

5,4

27

В дополнительное оборудование входят насосы для охлаждающего потока Н2О и разделители жидкостей и газов при 3,8°С. Рабочая температура 10°С.

Для охлаждающих насосов потребуется дополнительно 20 в.

Электролиз воды/ удаление СО2 электрическим способом

0,015/0,042

15,8/27,2

670

5,4

27

Элемент с двумя мембранами (электролит – циркулирующая H2SO4)

0,039

18,1

830

-

45

Нейлоновый фитиль в растворе КОН (асбестовый разделитель паров и жидкости)

0,002

10,8

912

-

-

Вращающийся раствор NaOH

0,053

63,8

840

-

100

Н2 и О2 насыщаются парами Н2О при 77°С.

При 49°С требуется больше энергии для воздушного потока.

Для разработки системы необходимо 10-16 мес.

Р2О5 (осушитель воздуха с электролизом кислоты)

0,034

63,8

1540

-

-

Электролиз с палладиевым катодом/ диффузия водорода

0,008

22,6

700

1,3

140

КОН (циклонные разделители циркулирующих электролитов 18 элементов)

-

45,3

760

-

50

Космонавтам же придется непрерывно находиться в подобных условиях по 168 час в неделю. Для начала можно готовые нормы для промышленных помещений уменьшить в десять раз, применяя их к среде обитания в космическом корабле. Потребуется, однако, много исследований, чтобы установить предельно допустимые концентрации примесей в атмосфере кабины космического корабля.

Расход воды в космическом полете, включая расход на метаболические и гигиенические нужды человека, самый большой по сравнению с затратами других материалов, вместе взятых. Усовершенствованные СЖО должны будут восстанавливать, хранить, анализировать и распределять воду, полученную в результате переработки мочи, конденсации водяных паров из атмосферы кабины и изъятую из фекалий, а также перерабатывать воду, используемую для гигиенических целей. При обработке воды в условиях невесомости трудность заключается в удалении растворимых примесей, микроорганизмов, неприятного запаха и вкуса.

Похожие статьи:

  1. Система водообеспечения Система водообеспечения – одно из наиболее узких мест в СЖО...
  2. Утечка в космическое пространство Использование утечки из отсеков космического корабля представляет собой уникальный метод...
  3. Устойчивость человека к ускорениям и критерии ее оценки Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от характера выбранного...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.