Жизнеобеспечения система

ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМА (СЖО), комплекс функционально связанных систем и средств, служащих для обеспечения жизнедеятельности и работоспособности человека в глубоководном аппарате, пилотируемом космическом аппарате, на инопланетной базе, в скафандре и др. СЖО поддерживает в замкнутом пространстве (например, обитаемом отсеке космического аппарата) заданный химический состав и физические параметры (давление, температуру, влажность и др.) газовой среды, удовлетворяет потребности человека в пище и воде, обеспечивает санитарно-бытовые условия и др.

В СЖО выделяют средства обеспечения газового состава (СОГС), средства водообеспечения (СВО), санитарно-гигиенического обеспечения (ССГО), обеспечения пищей (СОП). СОГС - совокупность систем и агрегатов, предназначенных для формирования в обитаемом отсеке требуемого химического и микробиологического состава газовой среды, поддержания общего давления газовых компонентов и микробиологической среды на заданном уровне, контроля содержания газовых и микробиологических компонентов в среде обитания и управления технологическими процессами, обеспечивающими необходимый для дыхания человека газовый состав. СВО - комплекс средств, служащих для снабжения человека и систем космического или глубоководного аппарата водой требуемого качества и в заданном объёме. ССГО - набор функционально взаимосвязанных санитарно-технических и гигиенических средств и мероприятий, обеспечивающих экипажу в космическом или глубоководном аппарате соответствующие санитарно-бытовые условия (в том числе для выполнения процедур личной гигиены). СОП - совокупность мероприятий, средств, пищевых продуктов (и их упаковка), позволяющих осуществлять питание экипажа в соответствии с физиологическими нормами и особенностями режима их труда и отдыха.

СЖО, создавая оптимальные условия для экипажа, должны иметь высокую надёжность и устойчиво функционировать при действии факторов, например, космического полёта, включая и аварийные ситуации, отличаться малым энергопотреблением и иметь минимальную стартовую массу и габариты.

В зависимости от программы полёта СЖО космического аппарата могут быть построены по открытой схеме (обеспечение космонавта кислородом, водой, пищей и удаление из газовой среды диоксида углерода и газообразных вредных примесей осуществляются за счёт запасов веществ, находящихся на космическом корабле); по полузамкнутой схеме (обеспечение кислородом производится путём электролиза воды, вода регенерируется, удаление диоксида углерода и газообразных вредных примесей обеспечивается регенерируемыми поглотителями); по замкнутой схеме (обеспечение космонавта кислородом и водой происходит за счёт регенерации всей воды и кислорода).

По открытой схеме построена СЖО российских космических кораблей серии «Восток», «Союз», «Буран», орбитальной станции «Салют» и американских кораблей «Джемини», «Аполлон», «Спейс-Шаттл». Заданный состав кислорода в газовой среде поддерживается за счёт запасов кислорода (в баллонах) или кислородосодержащих веществ (надпероксидов, перхлоратов и др.); газообразные вредные примеси и диоксид углерода удаляются фильтрами, содержащими химические поглотители диоксида углерода. Запасы воды хранятся в специальных ёмкостях или питьевая вода вырабатывается из запасов кислорода и водорода, «сжигаемого» в электрохимических генераторах системы энергопитания («Спейс-Шаттл»).

По полузамкнутой схеме с различной степенью замкнутости построены СЖО орбитальной станции «Мир» и Российского сегмента МКС. Поддержание заданного состава газовой среды по кислороду происходит за счёт электролиза воды, газообразные вредные примеси и диоксид углерода удаляются системами с регенерируемыми поглотителями. Реализована регенерация воды из конденсата атмосферной влаги, а на орбитальной станции «Мир» также регенерация воды из урины, что увеличило степень замкнутости СЖО.

По замкнутой схеме предлагается реализовать СЖО для полётов на Марс, а также на лунные базы. По этой схеме происходит круговорот основных веществ в замкнутых объёмах с воспроизводством пищи, регенерацией кислорода (которая осуществляется из удалённого из газовой среды диоксида углерода и электролизом собранной метаболической воды), регенерацией всей воды (конденсата, мочи, санитарно-гигиенической воды и метаболической воды, извлекаемой при сушке отходов), утилизацией отходов жизнедеятельности человека. В состав СЖО должна входить также оранжерея (для обеспечения витаминами и создания психологического комфорта экипажа).

Для увеличения продолжительности пребывания (свыше 2-3 лет) в космическом пространстве или на другой планете (например, Луне) потребуется создание в космических кораблях или на планетных станциях искусственной среды обитания, близкой к оптимальной области диапазона жизни на Земле, в её биосфере. Это относится как к воздушной среде - искусственной атмосфере корабля, так и к тем элементам среды, в широком смысле слова, которые необходимы для питания, поддержания водного баланса организма человека и его психологического комфорта. При развитии производственной базы на других планетах СЖО должна создаваться с учётом использования местных кислородо- и водосодержащих пород.

А. С. Гузенберг, А. М. Рябкин.