Вода на космических станциях
Земля в иллюминаторе видна – это доказанный факт, и выглядит она как прекрасный голубой шар благодаря многим миллионам литров пресной и соленой воды. В отдельных регионах уже началась стратегическая борьба за обладание самым важным ресурсом – чистой питьевой водой, а что делать людям, которые на долгие недели отрываются от земной поверхности и наблюдают ее с многокилометрового расстояния. Кроме психологического давления, космонавты вынуждены моментально адаптироваться к стесненному пространству и строго нормированному количеству суточного потребления воды и еды.
Вся вода, которая присутствует на космической станции, доставляется грузовыми кораблями. Она расходуется для питания, гигиенических процедур, поддержки технических систем корабля. Техники просчитывают буквально каждый грамм лишнего веса, поэтому невозможно взять ее с запасом. На борту с огромным количеством суперсовременной техники, ученые и инженеры работают в условиях строгой экономии воды.
Что пьют, как купаются и где стирают одежду космонавты
Любая повседневная процедура в условиях открытого космоса превращается в приключение с множеством нюансов. Для простых гигиенических нужд запасов воды не предусмотрено. Принять полноценный душ или постирать одежду в космосе невозможно. Сложно представить, какой бы «аромат» стоял в отсеках станции, если бы не отлаженная процедура утилизации. Способов два: каждый использованный комплект одежды упаковывается в вакуумный пакет и затем попросту выбрасывается наружу, чтобы бесследно сгореть в атмосфере нашей планеты, второй вариант более сложен – вещи отправляются на Землю обратными рейсами грузовых космических кораблей.
Единственный случай настоящей стирки в условиях невесомости случился, когда американский астронавт предпочел не расставаться с парой любимых шорт. Чтобы очистить вещь, он засунул одежду пакет, залил водой и хорошенько взболтал. Ученые создают специальную одежду с бактерицидными свойствами, волокна которой не поддерживают развитие микрофлоры, продуцирующей неприятный запах.
Еду для космических обитателей земляне привыкли представлять в виде набора разноцветных тюбиков со знакомыми кулинарными названиями: борщ, пюре или компот. Такой формат был изобретен еще в 60-х прошлого века.
На замену ему пришли сухие сублимированные смеси, которые на борту корабля заливаются горячей водой, и пускай выглядят не очень аппетитно, но обеспечивают необходимым количеством питательных веществ. В каждом пакете есть горлышко для заливки воды, а сам процесс приготовления напоминает дозаправку самолета в воздухе. Дополняется рацион жидких блюд порционно упакованные ломтики хлеба, консервы и даже популярные драже M&M. Пить и есть космонавтам приходится очень внимательно, тщательно просчитывая и координируя каждое действие. Любая неточность – и свежезаваренный чай с лимоном или порция куриного бульона красивыми шариками разлетится по всему отсеку.
Еще тридцать лет назад на станции оборудовались настоящими душевыми кабинками. Космонавт раздевался, заходил внутрь отсека с герметичной дверцей и попадал под душ из крошечных пузырьков воды. Дышать в такой среде приходилось через специальную трубку. После процедуры использованная вода засасывалась специальным пылесосом, и только потом можно было выйти из кабины.
Банные мероприятия в условиях невесомости были сочтены трудоемкими и нерентабельными, поэтому кабины были демонтированы, а космонавтам пришлось довольствоваться влажными салфетками с антибактериальными веществами. В их составе не должно быть спирта в целях пожарной безопасности, и ароматических добавок.
Процесс мытья головы также сведет к минимуму – на волосы наносится специальное средство, которое не требует смывания. Мужчинам с короткой стрижкой в этом плане намного проще, а астронавткам с пышной шевелюрой приходится смачивать волосы теплой водой, затем расческой наносить сухой шампунь и протереть полотенцем. Российские ученые разработали космический шампунь, который не образовывает пены.
Обратная сторона космического быта
В космосе приходится не только жестко экономить воду, еще нужно каждый день куда-то девать ту часть воды, которая используется для личной гигиены и даже просто испаряется с кожи космонавтов. Наличие водяной пары в воздухе станции, станет причиной оседания конденсата и выхода из строя сложной техники. Чтобы этого не произошло, внутри жилой зоны поддерживается стабильная температура. Космонавты обязательно должны регулярно заниматься спортом, и чтобы капельки пота не летали вокруг, они постоянно вытирают себя полотенцами.
Сжечь в атмосфере грязную одежду и другие отходы жизнедеятельности космонавтом не составляет проблемы. А вот потерять хотя бы каплю даже использованной воды нельзя. Любая влага на космической станции собирается и запускается в циклы повторного использования. Ее аккумулируют из атмосферы, куда она попадает в результате работы кислородно-водородных топливных элементов, проведения гигиенических процедур и дыхания астронавтов.
Повторное использование воды – один из самых актуальных трендов на Земле, а в космосе – это просто жизненная необходимость. Годовой расход питьевой воды на всю станцию равняется месячной квартирной норме не очень экономной городской семьи (нормы водопотребления и способы сократить расход воды освещались в предыдущих статьях). Группа космонавтов целый год делит объем небольшого плавательного бассейна.
Современные системы восстановления бытовых стоков до кристально чистой питьевой воды используются во многих странах. Этот фактор во многом определяет экологический статус государства. Уже есть города, которые не загрязняют стоками окружающую среду, а обеспечивают за их счет львиную долю собственных нужд.
В космосе технологии создания воды из отходов, о которых в воспитанном обществе принято дипломатично умалчивать, доведены до совершенства.
Вода из урины – миф или космическая реальность?
Из переработанной урины на космических станциях получают техническую воду для потребностей оборудования. Инновационные системы очистки воды позволяют восстановить до 6000 литров ежегодно. Они вытянут всю доступную влагу из пота, выдыхаемого воздуха и бытовых отходов из санузла.
Несмотря на жесткий дефицит питьевой воды в космосе, мнения астронавтов по поводу употребления в пищу воды, полученной из мочи оказались противоположными. Американские ученые Международной космической станции спокойно относятся к происхождению воды, и с легкостью пьют переработанные и очищенные отходы.
Россияне заняли принципиальную позицию, и категорически не согласны с такой практикой, несмотря на заверение зарубежных коллег, что она не просто не отличается от обычной, а даже качественнее из-за многократной очистки. Запасы питьевой воды они восполняют только за счет сбора конденсата.
Альтернативной технологий станет получения воды из углекислого газа, но она пока на стадии разработки. Это поможет спроектировать 100% замкнутые системы жизнеобеспечения и упростить процесс утилизации продуктов дыхания человека.
Ввиду нехватки пресной воды на земле, остается надеяться, что человечество в ближайшее время образумится, иначе придется пить собственные нечистоты, хоть и переработанные.
Полное практическое руководство по углублению питьевых колодцев
Источник
Спят в мешках и сжигают носки в атмосфере: Как устроена жизнь на МКС
Международная космическая станция — самый дорогой объект за всю историю человечества. Её строительство обошлось в 150 миллиардов долларов. Стенки орбитальной станции немногим толще пластиковой карты — два-три миллиметра, а кое-где и вовсе полтора. Этого вполне хватает, чтобы защититься от холода и от опасностей, главная из которых — космический мусор.
Более того, следующее поколение космических станций, возможно, вообще будет надувным. Чем резиновая МКС лучше металлической? И почему спать в ней намного приятнее? На эти вопросы ответили эксперты в программе «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Почему надувная МКС лучше металлической?
Станцию в виде надувного шара называют будущим космонавтики. Оболочка состоит из нескольких слоев, в число которых входит материал «вектран». Он в несколько раз прочнее кевлара и предназначен для защиты от метеоритов и космического мусора.
«Основное преимущество расширяемого модуля международной космической станции состоит в том, что это полноценная обитаемая система, её можно доставить на орбиту в сложенном виде и уже на месте развернуть. Сегодня точно такой же модуль находится на МКС», — рассказал менеджер по продукту космического надувного модуля Раджа Дасгупта.
Расширяемый модуль «Бигелоу» (сокращенно БИМ) доставили на орбиту 10 апреля 2016 года. А уже 28 мая в НАСА отчитались об успешном завершении его установки.
«Бигелоу» — не единственный надувной космический аппарат. В Соединённых Штатах и Японии разрабатывают различные модификации, и некоторые из них уже успешно прошли испытания. Многим эта конструкция кажется весьма ненадежной.
Толщина надувных стенок всего 15 сантиметров. Это если брать в расчёт все утеплители и изоляционные материалы. Мало кто знает, но металлическая обшивка самой МКС имеет толщину всего 3 миллиметра.
«Нет необходимости делать её больше. Во-первых, это связано с массой, то есть если сильный метеорит какой-то, то он любую станцию пробьёт, вне зависимости от толщины ее стен», — отметил начальник центра подготовки космонавтов Андрей Курицын.
Вероятность встречи с крупным метеоритом на орбите, где летает МКС, крайне мала. Кроме того, станцию опекают с Земли. 24 часа в сутки следят, чтобы к ней не приблизился ни один камушек, по размеру превышающий спичечный коробок.
Мелкие фрагменты уничтожают специальные отражатели. Для более серьезных обломков есть обязательная процедура.
«Есть в ЦУПе отработка такой внештатной ситуации, как увод станции от космического мусора или от космических каких-то объектов крупногабаритных», — пояснила инструктор по комплексной подготовке космонавтов Ксения Кокушина.
Она добавила, что на Земле заранее просчитывают и видят, что какой-то объект приближается к станции.
Как космонавты спят?
МКС – крупнейший и самый дорогостоящий международный проект. Несмотря на то что любая новость о космической станции разлетается по миру со скоростью света, этот объект до сих пор окутан мифами и небылицами.
Например, одни уверены, что космонавты спят в невесомости. Другие говорят, что они включают в жилых отсеках особый режим и запускают искусственную гравитацию. На самом деле всё гораздо прозаичнее.
«У них есть спальные мешки, которые обычно привязывают к стене, и космонавт просто в спальный мешок залезает, притягивает его, чтобы было какое-то ощущение, что ты к чему-то придавлен. А так, пожалуйста, хотите так спите, хотите так», — рассказал Андрей Курицын.
МКС совершает 15,5 витков вокруг Земли за сутки на высоте 400 километров. Поэтому рассветы и закаты можно наблюдать каждые 45 минут. На МКС попадают только наиболее подготовленные специалисты. А вот самое сложное происходит на земле.
Как проводятся тренировки космонавтов?
Существует Научно-исследовательский, испытательный центр подготовки космонавтов имени Гагарина. Там находится тренажёр действующего российского сегмента МКС. Человека в скафандре при помощи лебёдки аккуратно опускают в бассейн. Но зачем? Как связаны вода и космос?
Именно в воде космонавты тренируются перед тем, как отправиться на орбиту. Такие погружения возможны только в России, поэтому график тренировочного центра расписан на месяцы вперед.
Сюда приезжают отрабатывать необходимые навыки космонавты со всего мира. На восьмиметровой глубине для них создают условия так называемой гидроневесомости. Это состояние, при котором гравитационные нагрузки минимальны.
Чтобы этого добиться, на скафандрах космонавтов закрепляют специальные грузы. Их вес рассчитывают опытным путём — так, чтобы человек в скафандре обрёл нулевую плавучесть: не тонул, но и не всплывал. Вот в таких условиях приходится отрабатывать различные ситуации.
Чем опасна авария внутри скафандра?
Российские космонавты на орбиту и под воду отправляются в скафандрах Орлан «МК». Они абсолютно водонепроницаемы. Но любой скафандр может заполниться водой не в результате протечки, а из-за аварии.
«Если в скафандре случается аварийная ситуация именно с системой охлаждения или с системой подачи воды, то здесь может быть и протечка внутрь скафандра», — пояснил руководитель направления биологической и физической подготовки космонавтов Александр Васин.
Именно такое ЧП произошло 16 июля 2013 года. Находясь за пределами МКС, в абсолютном вакууме, едва не утонул первый итальянский астронавт — Лука Пармитано. Вместе с напарником в открытом космосе Лука занимался переукладкой кабелей. Внезапно перед глазами у него появились шарики какой-то жидкости.
Сначала космонавт решил, что это пот. Но его было слишком много. Так много, что стало невозможно нормально говорить и дышать. Чтобы вернуться на борт МКС, астронавту пришлось обратиться за помощью к своему коллеге. На Луке был скафандр американского производства. А вот если бы итальянец использовал российское оборудование – такого бы точно не случилось.
«Наши скафандры имеют несколько степеней защиты. То есть при любых авариях, которые только возможны, рассчитывается, что можно сделать и какие процессы будут происходить. То есть всё предусмотрено в самом скафандре», — рассказал Александр Васин.
Разгерметизация и пожар – две самые страшные ситуации в космосе. Для того чтобы научиться справляться с огнём, космонавты примерно месяц проводят в специальном учебном блоке. Он тоже в единственном экземпляре и только в России. Здесь астронавты до автоматизма доводят алгоритм своих действий. В отличие от Земли, на борту космического корабля пламя не имеет формы. Из-за слабой гравитации оно распадается на множество огненных шариков. Они моментально разбегаются по отсеку, и если их быстро не потушить, пожар охватит все модули. Для этого космонавты учатся отключать электричество и выкачивать кислород из отсеков.
«В основном всем управляет Земля, но в том случае, если что-то пошло не так, экипаж должен взять на себя управление», — пояснила Ксения Кокушина.
Как космонавты стирают одежду?
Многие задаются вопросом: как космонавты стирают одежду? Ведь они работают на орбите много месяцев. Если не соблюдать гигиену, МКС будет пахнуть не звёздами, а людьми.
«Стирать, действительно, там негде, вода доставляется на грузовиках, очень дорогая получается и сама вода, и доставка. Поэтому доставляются вещи, и какие-то есть регламенты по надеванию там тех же носков, трусов, футболок, штанов», — отметила Ксения Кокушина.
Она добавила, что после того, как они отнашиваются, их космонавт просто складывает в грузовик, набивает его мусором, он отстыковывается и сгорает в слоях атмосферы. Это может показаться расточительным, но только на первый взгляд. Пользоваться услугами земной прачечной значительно дороже. Доставка одного килограмма груза с МКС стоит более 1,5 миллиона рублей. Так что космические трусы и футболки дешевле просто сжечь.
Инсайты инженерной мысли, история, научная аналитика и тайны нашей планеты – об этом и многом другом смотрите в выпусках программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко. Каждый вторник в 23:30 на РЕН ТВ!
Источник