Системы жизнеобеспечения космических аппаратов реферат

Обновлено: 07.07.2024

В статье проанализировано состояние разработок и перспектив создания биотехнических систем жизнеобеспечения пилотируемых космических комплексов. Рассмотрены основные этапы и проблемы создания данных систем. Сделаны оценки возможностей использования биотехнических звеньев в современных регенерационных физико-химических системах жизнеобеспечения и пилотируемых комплексах ближайшей перспективы.

English

ANALYTICS
BIOTECHNICAL LIFE SUPPORT SYSTEMS FOR CREWS OF MANNED SPACE COMPLEXES

ABSTRACT. The article analyzes the state of development and prospects for the creation of biotechnical life support systems for manned space complexes. The main stages and problems of creating these systems are considered. The possibilities of using biotechnical units in modern regenerative physicochemical life support systems and manned complexes in the near future are assessed.

Keywords: biotechnical life support systems, manned space complexes, space experiments, space greenhouses

При выполнении межпланетных полётов, в первую очередь к Марсу, или долговременном пребывании космонавтов на планетных базах, когда доставка грузов с Земли будет нецелесообразна по экономическим соображениям, потребуется автономное воспроизводство продуктов питания, кислорода, воды, создание биологически полноценной среды обитания. Для обеспечения искусственного кругооборота в обитаемых отсеках планетной станции или межпланетного экспедиционного комплекса возможно применение биотехнических систем жизнеобеспечения (БТ СЖО).

Хронологически начальный этап разработки БТ СЖО можно оценивать периодом с 1895 по 1935 год, который охватывает все годы творческой деятельности и К. Э. Циолковского, и Ф. А. Цандера в данной области.

Появлению значительного интереса к исследованиям БТ СЖО послужили успешные пуски животных на высотных ракетах, начатые в СССР в 1951 году, а также публикации (1953 г.) по одноклеточным водорослям [ 20 ] для использования в космосе. Этими датами завершился второй этап исследований БТ СЖО.

Рис. 1. Эволюция посадочных площадей бортовых научно-исследовательских оранжерей

По инициативе С. П. Королёва в 1965–1970 годах в Институте медико-биологических проблем (ИМБП) был построен наземный экспериментальный комплекс (НЭК), ставший одной из ключевых баз по исследованиям БТ СЖО.

После этого в нашей стране стали интенсивно проводиться экспериментальные исследования, в рамках которых ставились натурные эксперименты в замкнутых отсеках с различными моделями БТ СЖО и участием человека, которые получили название изоляционных экспериментов [ 2, 4 ].

Рост, развитие и метаболизм растений в условиях космического полёта не отличаются от таковых в наземных контрольных экспериментах.

Период с 1962 по 1988 год (четвёртый этап) был знаковым в истории биотехнических СЖО, поскольку он характеризовался развитием мощной экспериментальной базы и проведением фундаментальных исследований с участием человека в контуре БТ СЖО. Изоляционные эксперименты, связанные с длительным пребыванием добровольцев-испытателей в герметически замкнутом объёме в НЭК, интенсивно велись до 1988 года.

Особый этап в развитии БТ СЖО связан с проведением космических экспериментов (КЭ) на борту ПКА (рис. 1). В результате была подтверждена возможность нормального онтогенетического развития и репродукции высших растений, что даёт основания для их применения в пищу космонавтам в качестве свежих витаминных добавок [ 14 ].

Рассмотренный выше пятый этап формирования системы базовых исследований элементов БТ СЖО в рамках КЭ на борту ПКА охватывает 1988–1999 годы.

Было выявлено, что рост, развитие и метаболизм растений в условиях космического полёта не отличаются от таковых в наземных контрольных экспериментах [ 9-12, 15 ].

Рис. 3. Оранжерейный модуль

Первым шагом введения в системы жизнеобеспечения космонавтов биологических компонентов должны стать оранжереи.

Успешные бортовые эксперименты с высшими растениями свидетельствуют о том, что первым шагом введения в СЖО биологических систем должны стать оранжереи, обеспечивающие биологическую добавку к пище (витаминный компонент, пищевые волокна). Однако, как справедливо отмечено в работе [ 3 ], ни одна из побывавших в космосе экспериментальных оранжерей не способна обеспечить экипажи ПКА необходимым количеством биопродуктов из-за низкой производительности.

Выходом из положения могут стать только производственные специализированные оранжерейные модули – функциональные бортовые или напланетные комплексы с высокой производительностью, автоматизацией процессов культивирования растений и разнообразным их составом (рис. 3).

Исследования Луны с помощью автоматических аппаратов показали, что в её недрах имеется достаточно ресурсов для обеспечения функционирования физико-химических СЖО [ 22 ]. Поэтому задача создания высокозамкнутых БТ СЖО для обеспечения жизнедеятельности космонавтов лунных баз (ЛБ) уходит на второй план. Однако использование в ЛБ отдельных биологических звеньев будет, видимо, вполне обоснованным.

Возможности использования природных ресурсов на Марсе для жизнеобеспечения космонавтов пока не столь очевидны, как для Луны , учитывая, что на их добычу и создание технологий использования уйдёт достаточно много времени. Кроме того, Луна значительно ближе к Земле, чем Марс, и возможность относительно быстрой доставки на неё при необходимости каких-то элементов СЖО всё-таки имеется. Можно предполагать, что на Марсе без БТ СЖО обойтись будет невозможно.

Рис. 4. Оранжерейный комплекс на Марсе

Несмотря на то, что время освоения Луны и Марса в режиме систематических кратковременных полётов на них ещё не наступило, интерес к их колонизации не ослабевает, с каждым годом появляется всё больше и больше исследовательских проектов. Предполагаемая колонизация планет подразумевает создание на них больших поселений с биологически полноценной средой обитания в герметичных жилых и служебных помещениях. В перспективе такая полноценная среда будет включать автотрофные и гетеротрофные комплексы БТ СЖО, а также подсистемы биологической минерализации отходов.

Специализированные бортовые или напланетные оранжерейные модули смогут обеспечить экипажи необходимым количеством биопродуктов.

Выводы:

1. БТ СЖО экипажей ПКА за 125-летний путь своего развития прошли несколько последовательных этапов. К концу первой четверти XXI века учёными и конструкторами наибольшие успехи достигнуты в создании автотрофного звена БТ СЖО. В отношении гетеротрофных подсистем БТ СЖО к настоящему времени не получено результатов, позволяющих надеяться на их применение в обозримой перспективе на ПКА.

2. Комплексы обеспечения жизнедеятельности космонавтов в длительных экспедициях за пределами земных орбит до 2040 года, в том числе на Луне и Марсе, будут строиться на принципах оптимального сочетания физико-химических и биологических звеньев. Создание производственных бортовых оранжерейных комплексов (модулей) возможно уже в настоящее время.

Литература

References

История статьи:

Поступила в редакцию: 21.06.2020
Принята к публикации: 30.07.2020

Модератор: Плетнер К. В.

Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования:

Крючков Б. И., Усов В. М., Попова Е. В. Биотехнические системы жизнеобеспечения для экипажей пилотируемых космических комплексов // Воздушно-космическая сфера. 2020. № 3. С. 82-89.

На космических кораблях используются все лучшие разработки человечества, на них опробуются новейшие передовые технологии, и бортовое оборудование космических кораблей – также наисовременнейшее.

В целом оборудование космических кораблей можно разделить на системы поддержания жизнедеятельности экипажа, в том числе системы терморегуляции, энергетические системы, системы рециркуляции воздуха, системы связи, систему стабилизации, систему навигации, и научные системы, в том числе различные лаборатории, производственные отсеки, аппаратура наблюдения и т.д.

Системы жизнеобеспечения

Задачей систем жизнеобеспечения космического корабля является предоставление членам его экипажа максимально комфортных условий работы, обеспечение их максимальной безопасности.

Система энергоснабжения

Система энергоснабжения космического корабля предоставляет всю необходимую для жизнеобеспечения и проведения научной работы энергию.

Первым компонентом энергосистемы является энергосистема автономная. В ее состав входит блок аккумуляторов большой емкости и минимально возможной массы. Как правило, это алюминий-литиевые аккумуляторы. Автономная энергосистема используется тогда, когда энергия от солнечных батарей не поступает. Таким образом, оборудование космического корабля питается от внутренних аккумуляторных батарей при монтаже станции, когда энергия от солнечных батарей не поступает, поскольку они еще не смонтированы, при заходе станции на теневую сторону планеты, когда энергия от солнечных батарей не поступает, поскольку они не освещены, а также в аварийных ситуациях, когда повреждены солнечные батареи или проводка, соединяющая с ними. Еще одной причиной подключения аккумуляторной батареи может быть недостаток мощности солнечных батарей для проводимого эксперимента.

Системы терморегуляции

Задача систем терморегуляции космического корабля- обеспечивать равномерную комфортную для людей температуру во всем его внутреннем жилом объеме.

В космосе главную проблему представляет равномерное распределение тепла по освещенной и затененной сторонам корабля. Для выполнения этой задачи корпус корабля проектируют настолько теплопроводным, насколько возможно без опасности без экипажа.

Излишнее тепло с космических кораблей сбрасывается через радиаторы большой площади. На современных космических кораблях радиаторы располагаются в тени солнечных батарей.

Системы регенерации воздуха

Системы регенерации воздуха создают на космическом корабле атмосферу, пригодную для жизни его обитателей. Системы рециркуляции воздуха забирают из воздуха двуокись углерода и насыщают его кислородом.

Системы, поглощающие двуокись углерода в космических системах во многом подобны аналогичным системам подводных лодок, однако отличаются от них большим сроком службы и меньшим весом. Двуокись углерода поглощается из воздуха за счет химической реакции с наполнителем поглотителя, превращаясь в химически нейтральные и безопасные вещества.

Поглотители, выработавшие свои ресурс, отправляются на Землю грузовым кораблем и сгорают в атмосфере вместе с ним или же выбрасываются в космос вместе с другим мусором.

Важной частью систем регенерации воздуха на космическом корабле является система электролитических генераторов кислорода. Электролитические генераторы кислорода насыщают воздух космического корабля кислородом, вырабатывая его из воды методом электролиза. Как правило, в кислородных генераторах используется уже отработанная вода, например, вода, остающаяся после душа космонавтов. Минусом подобных систем является большая энергоемкость генераторов.

Для экстренных случаев, связанных с отказом систем рециркуляции воздуха, на космических кораблях есть запас воздуха в баллонах высокого давления. Недостатком подобных систем является высокий вес.

Следует заметить разность в подходе к атмосфере на космических кораблях советских и российских и американских конструкторов. На наших космических аппаратах состав воздуха совпадает с составом воздуха на Земле, то есть в нем есть 70% азота. На американских космических кораблях атмосфера состоит из чистого кислорода, по концентрации и порционному давлению, однако, совпадающему с земными характеристиками. Из-за подобного подхода американские астронавты испытывают трудности при длительном пребывании на станциях и во время адаптационного периода на Земле.

Системы водоснабжения

Системы водоснабжения предоставляют экипажу космического корабля чистую воду, пригодную для использования в научных целях и для жизнеобеспечения.

Космический корабль имеет некоторый запас воды в баллонах. Эта вода используется для любых научных нужд и нужд экипажа. После использования вода попадает в систему регенерации. Та вода, которую можно использовать в дальнейшем, проходит очистку, фильтруется и снова попадает в баллоны. Вода, очистка которой невозможна или слишком трудоемка, попадает в системы электролитической генерации кислорода, где и разлагается.

Спортивные системы

На современных космических кораблях используется богатый набор средств для поддержания физической формы экипажа. К числу таковых относятся различные тренажеры, в том числе велотренажеры, тренажеры лестничного типа и так далее, а также эластичные жгуты для растягивания или скручивания.

В случае недостаточного использования спортинвентаря космонавтами в условиях невесомости или микрогравитации их мышцы настолько атрофируются, что на Земле им бывает необходим многомесячный восстановительный курс.

Системы связи

Системы связи на космических кораблях многогранны, так как имеют множество применений. К их числу относятся антенны связи с Землей и антенны связи со спутниками и другими кораблями.

Для связи с другими космическими кораблями используются менее мощные антенны, поскольку им не надо пробивать оболочку атмосферы. Чаще всего эти антенны являются направленными.

Системы ориентации в пространстве, стабилизации и навигации

Задача перечисленных систем – обеспечение четкого, стабильного и безошибочного перемещения космического корабля и надежная фиксация его в неподвижности в случае необходимости.

Главными компонентами системы являются различные гироскопические стабилизаторы, датчики горизонта, датчики Солнца, датчики звезд, датчики ускорения, а также различные инфракрасные датчики и радары.

С помощью гироскопических систем возможно с большой точностью определить ориентацию корабля относительно некоторого однажды заданного положения. Эффект базируется на сохранении неподвижности в пространстве вращающегося тела – гироскопа. Сигналы от гироскопических систем передаются на двигатели ориентации в пространстве, и космический корабль поддерживает заданную пространственную ориентацию.

Датчики горизонта позволяют определять положение корабля относительно земного шара, датчики Солнца определяют расположение корабля относительно Солнца, а датчики звезд позволяют определить пространственное положение корабля по расположению звездной сферы. Все перечисленные системы являются вспомогательными по отношению к главным гироскопическим приборам.

Еще одним видом вспомогательных навигационных устройств являются датчики ускорения.

Важнейшую роль в космической навигации имеют радарные установки кораблей. За счет использования различных радарных устройств определяется расстояние до Земли и других космических аппаратов. Важнейшую роль играют стыковочные радары при сложнейшей операции – стыковке.

Научные системы

Научные системы космических кораблей очень разнообразны и различны по форме, устройству и назначению.

В условиях земной орбиты возможно проведение микрогравиметрических опытов, а также астрономические наблюдения, точность которых тем выше, что они не затруднены атмосферными искажениями и не зависят от метеоусловий.

В опытах в условиях микрогравитации выделяют два основных направления: биотехнологическое и химико-металлургическое.

Основными направлениями биотехнологических исследований являются изучение влияния невесомости на земные организмы и синтез биологически активных и целебных веществ, производство которых невозможно на Земле.

К биотехнологическим модулям космических кораблей высказываются особенно высокие требования по поддержанию на постоянном уровне температуры, влажности и давления, поскольку даже незначительное отклонение этих параметров от эталонных величин способно сорвать многодневные или даже многомесячные эксперименты.

Основными направлениями химико-металлургических исследований в космосе являются получение новых сплавов, получение которых возможно лишь в невесомости, и исследование новых методов напыления металла на разнообразные поверхности. Кроме того, проводятся и некоторые другие, более сложные химические опыты.

Интереснейшие результаты дает производство в космосе различных полупроводников.

Другим важнейшим направлением научных исследований в космосе являются астрономические и геодезические наблюдения.

Исследование космоса с орбиты не затруднено атмосферой, что позволяет получать высококачественные и высокоточные снимки.

Исследование космоса с орбиты Земли проходит не только в оптическом диапазоне, на космических кораблях установлены также радиотелескопы и датчики гамма-лучей. При помощи телескопического оборудования, выведенного в космос, уже было обнаружено несколько сотен неизвестных ранее звезд, звездных скоплений и галактик.

На многих космических кораблях устанавливаются спектрометры различных типов и видов. Получены интереснейшие спектроскопические снимки.

Проводятся исследования космической пыли и межзвездного газа.

Для наблюдения Земли из космоса используется сверхточное геодезическое оборудование.

Из космоса при изучении земной коры было открыто несколько месторождений полезных ископаемых, при помощи спутников наблюдения за облаками с высокой точностью предсказывается погода и заранее высылаются штормовые предупреждения в случае опасности возникновения шторма.

Спутники, наблюдающие за морем, передают рыболовам информацию о миграции косяков рыб, что увеличивает уловы. Эти же спутники координируют работу службы рыбнадзора по борьбе с браконьерами, помогают ликвидировать последствия для экологии от крушений нефтяных танкеров.

Земля опутана сетью наблюдающих за ее поверхностью спутников, которые предоставляют человечеству подробнейшую информацию о жизни его планеты.

Прочее оборудование

Для космических станций очень важную роль играет своевременное и правильное размещение и перемещение модулей, выполнение необходимых технологических операций за пределами корабля, причем далеко не все из них можно выполнить силами космонавтов.

Для выполнения подобной работы на современные космические станции и некоторые корабли устанавливают манипуляторы, представляющие собой гибкое подобие руки, устанавливаемое на внешней обшивке корабля и завершающееся захватом. При помощи манипулятора и производится большинство операций за пределами корабля, а силы космонавтов применяются лишь в тех местах, которые манипулятору недоступны. Именно при помощи манипуляторов осуществляется переформирование космических станций, сопровождающееся перестановкой модулей. Очевидно, такая работа космонавтам не под силу.

На современных станциях, как правило, ставится не один манипулятор.

Не менее важной частью космического корабля, чем манипулятор, являются воздушные шлюзы.

На современных станциях воздушные шлюзы высоконадежны и оборудованы автоматическими системами, блокирующими открывание шлюза, если разница давлений между внутренним пространством шлюза и стороной, в которую производится открывание, превышает некоторое безопасное значение.

Один из воздушных шлюзов на МКС

Таким образом станции защищены от полной разгерметизации, тем более, что при опасном падении давления внутри станции внутренние шлюзы герметизируются автоматически. При повреждении обшивки станции разгерметизированный отсек автоматически отрезается от остальной части корабля, и станция сохраняет работоспособность.

Боевые системы

Имеются прецеденты установки на космические корабли и станции военных, боевых систем и систем двойного назначения.

Известно, что существовали планы размещения на орбитальных платформах ядерного оружия и лазерных установок. Однако размещение ядерных боезарядов на орбитальных платформах оказалось нецелесообразно – подлетное время сокращалось не очень значительно, но при этом возникали огромные затраты на вывод боезарядов на орбиту и обслуживание их. Кроме того, возрастала уязвимость системы, так как пропорционально сокращению подлетного времени сокращалось и время подлета вражеских боевых средств к платформе-носителю заряда.

Известен недавний американский проект создания системы противоракетной системы космического базирования, работающей за счет использования лазера, что является прямым нарушением ранее достигнутых договоренностей.

Впрочем, очевидно, попытки создания внятной системы противоракетной системы обречены на провал, пока не будет создано оборудование, способное выделять истинные цели (межконтинентальные баллистические ракеты) среди множества ложных, создаваемых для защиты ракет от противоракетной системы. Кроме того, подобная система должна обладать высокой скоростью реагирования и четкостью работы, чтобы уничтожить ракеты противника достаточно быстро.

Однако даже если подобная система и будет когда-либо создана, цели ее я не вижу. Для полного уничтожения противника вместе с остальным человечеством запускать МБР вовсе не обязательно. Их достаточно подорвать в шахтах.

Перспективы развития космической техники

Очевидно, освоение космоса будет и дальше проходить под эгидой мира и сотрудничества различных наций. Со временем будет все больше и больше разрастаться сеть спутников различного назначения на Земной орбите, появятся и долговременные спутники или научные экспедиции на других планетах.

Общий вид МКС сегодня

В рамках данной статьи мы рассмотрим весьма широкое понятие, которое актуально и для космических кораблей, и для летательных аппаратов, и для подводных лодок и для такой обширной структуры, как город, мегаполис. Это системы жизнеобеспечения. Непосредственно разберем, что конкретно означает понятие касательно всех его применений, выделим важные отличительные черты.

Общее определение

Система жизнеобеспечения - это комплексы, помогающие создать комфортные, оптимальные, приемлемые условия для проживания, жизнедеятельности, функционирования экипажа, пассажиров, жителей какого-либо судна, аппарата, объекта.

По своему назначению они могут подразделяться на более мелкие подсистемы: кондиционирования воздуха, санитарно-бытовые и проч.

СЖО на космическом корабле

Система жизнеобеспечения на космическом корабле при пилотируемых полетах - та группа оборудования, техники, устройств, что позволяет человеку выживать в условиях космоса, поддерживает жизнь экипажу летательного аппарата.

Космический полет сопряжен с целой массой необычных условий - ионизирующие излучения, полный вакуум, лучистый теплообмен. Чтобы перенести его, человек должен находиться в замкнутом герметичном отсеке космического корабля. Там создаются все условия для обеспечения нормальной жизни и работы космонавта на борту. Важно их стабильное поддержание на всем протяжении полета.

Системы жизнеобеспечения подают в отсек вещества, необходимые для биологического функционирования космонавта. Вместе с тем они бесперебойно удаляют продукты жизнедеятельности человека.

Системы жизнеобеспечения также кратко именуются аббревиатурой СЖО. Второе их распространенное название - бортовые системы летательного космического аппарата.

Поддерживаемые показатели

Специальные системы жизнеобеспечения регулируют каждый из перечисленных ниже показателей:

Общее давление в отсеке.
Парциальное давление азота.
Парциальное давление кислорода.
Парциальное давление углекислого газа.
Относительная влажность воздуха.
Температура воздуха.
Температура стенок отсека, в котором обитают космонавты.
Потребление кислорода экипажем.
Тепловыделение.
Выделение углекислого газа.
Потребление воды и пищи.
Выделение экскрементов.
Выделение мочи.
Метаболическая вода.
Дыхательный коэффициент.
Гигиеническая вода.

Основные СЖО на космическом корабле

Рассмотрим теперь, какие системы жизнеобеспечения регулируют вышеперечисленные показатели на космическом летательном аппарате:

Все вышеуказанные системы жизнеобеспечения работают на обеспечение непосредственных физиологических нужд космонавтов, находящихся в замкнутом отсеке.

Дополнительные СЖО на космическом корабле

Помимо основных, на космическом корабле также представлены и другие средства. Вот какие системы жизнеобеспечения можно выделить в этом комплексе:

ССБО - средства санитарного и бытового обеспечения. Они предназначены для двух целей - это обеспечение личной гигиены экипажа (душ, умывание) и удовлетворение космонавтами повседневных бытовых нужд: свежая одежда, спальные принадлежности, инструменты для санитарной уборки отсеков.
СЗ - средства для индивидуальной защиты космонавтов. Прежде всего, тут выделяются аварийно-спасательные модели скафандров, дыхательные маски, которые обеспечивают защиту экипажа в чрезвычайных условиях - при возникновении пожара на борту, разгерметизации отсека и проч. Также это и модели защитных скафандров, предназначенные для выхода человека в открытый космос и работы в таких условиях.
Средства медико-биологического обеспечения. Это различные приборы и инструменты для медицинского контроля экипажа, медикаменты, тренажеры для физических тренировок.

СЖО на самолетах

Системой жизнеобеспечения здесь считается комплекс агрегатов, устройств и запасов веществ, обеспечивающий нормальные условия жизнедеятельности экипажа и пассажиров летательного средства на всех протяжении полета. Так как организм человека может нормально функционировать только в пределах небольших отклонений от земных значений, то основная задача СЖО - обеспечить на любой высоте условия функционирования и жизнедеятельности, максимально близкие к земным.

Среди важных функций СЖО здесь можно выделить следующие:

Поддержание в кабинах нормальных значений давления, а также скорости его изменения.
Поддержание в кабинах нормальных значений температуры, относительной влажности, скорости движения и расхода людьми воздуха, а также парциального давления кислорода, углекислого и иных газов.
Очистка воздуха от вредных микропримесей.
Защита экипажа и пассажиров от вредного воздействия шумов, солнечной радиации и проч.

Частные и коллективные СЖО в самолетах

Комплекс СЖО, таким образом, направлен на обеспечение функционирования всех систем человеческого организма (поддержание теплообмена, газообмена и проч.), а также условий поддержания нормальной работоспособности членов экипажа. Для решения всех вышеописанных задач в самолетах могут быть продуманы две разновидности систем жизнеобеспечения:

Коллективные. Это СЖО многоместных кабин, салонов пассажирских длайнеров.
Индивидуальные. В группу входят СЖО кабин одноместных летательных аппаратов, специальных отделяемых капсул.

Одним из самых эффективных на сегодня способов поддержания работоспособности экипажей целого ряда летательных препаратов, необходимых условий для обеспечения жизнедеятельности пассажиров гражданских лайнеров, считаются гермокабины с СКВ - системами кондиционирования воздуха.

СЖО на подводных лодках

Системы жизнеобеспечения на подлодках - это комплекс средств, обеспечивающих жизнедеятельность личного состава субмарины в моменты ее нахождения под водой. Обычно включают в себя следующее:

Системы удаления из воздуха лишнего углекислого газа.
Удаление вредных летучих микропримесей из атмосферы каждого из отсеков.
Подача в воздух необходимого объема кислорода.
Поддержание комфортной температуры воздуха, удаление из него лишней влаги.
Сбор и последующее удаление продуктов жизнедеятельности человека.
Обеспечение экипажа достаточным объемом пресной воды, полноценным рационом и проч.

Роль СЖО на подлодках особенно возросла в последнее время. Это связано с тем, что появляются все новые и новые модели субмарин, способных находиться под водой более длительное время.

Система жизнеобеспечения города

Здесь под СЖО понимается комплекс градостроительных, экономических, медико-профилактических, социально-бытовых мероприятий. Все они направлены на нейтрализацию или сглаживание негативного влияния окружающей среды на жизнедеятельность населения. Важными целями также считается поддержание высокой работоспособности граждан, сохранение удовлетворительных показателей здоровья и социального благополучия.

Создание систем жизнеобеспечения города особо будет актуально при экономическом освоении территорий с экстремальными условиями для проживания и привлечении туда на работу граждан по контракту на неопределенный срок. СЖО здесь будет заботиться не только о самом работнике, но и о его семье, решившейся на переезд.

Система жизнеобеспечения тут должна охватывать не только время пребывания человека в городе, но и период перед этим (профессиональная подготовка, медицинский и психологический отбор, обеспечение семьи социально-бытовыми удобствами на время отсутствия кормильца) и после окончания срока контракта (обеспечение занятостью по специальности, жильем повышенной комфортности и проч.)

Холодильные, криогенные системы жизнеобеспечения

И последний аспект разбираемого нами понятия. Сегодня довольно популярной на рынке труда становится специальность "Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения". Связано это с тем, что подобные агрегаты - основа производства для многих современных предприятий. Область требует постоянного совершенствования, развития новых технологий, появления инновационных технологий, креативных идей.

Направления подготовки

Все вышеперечисленное и способны представить работодателю молодые специалисты, обучающиеся по направлению "Холодильная техника и системы жизнеобеспечения". Во время подготовки они непосредственно осваивают следующее:

Теоретические основы специальности.
Расчетно-экспериментальные работы с объектами научных изысканий.
Решение задач в сфере криогенной и холодильной техники.
Конструирование, создание и применение новых агрегатов.
Применение информационных технологий в своей деятельности.
Основы управления проектами.
Организация маркетингового анализа.

Вы убедились, что системы жизнеобеспечения - достаточно многогранное понятие. Оно актуально как для подлодки, космического корабля, так и для города, оборудования на производстве.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Системы жизнеобеспечения в космосе МБОУ Лицей при УлГТУ (Кафедра дополнительного образования) Автор презентации: педагог-организатор Корж С.В.

Пребывание человека в космосе, особенно длительное, должно быть безопасным и комфортным. Системы жизнеобеспечения (СЖО) экипажей пилотируемых космических аппаратов, создаваемые Россией, находятся на уровне лучших мировых достижений. Актуальность темы: Развитие и внедрение новейших и перспективных технологий в космической отрасли для обеспечения жизнедеятельности человека на космических кораблях и других космических объектах при освоении околосолнечного космического пространства и дальнего космоса. Предмет исследования: Возможности и необходимость развития замкнутых систем жизнеобеспечения космических кораблей и других космических объектов. Цель исследования: 1. Изучить факторы, которые привели к необходимости создания систем жизнеобеспечения космических кораблей и других космических объектов; 2. Исследовать процесс создания систем жизнеобеспечения

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОСМОСА 1957 1959 1961 1965

Кажется, еще совсем недавно был выведен на околоземную космическую орбиту первый искусственный спутник Земли (1957), совершен первый облет и фотографирование обратной стороны Луны (1959), побывал в космосе первый человек (Ю. А. Гагарин, 1961), показан по телевидению захватывающий момент выхода человека в открытый космос (А. А. Леонов, 1965). Но с каждым годом уходят в прошлое и становятся достоянием истории эти и многие другие выдающиеся события космической эры. Одно из важнейших условий дальнейшего освоения человеком космического пространства – обеспечение жизни и безопасной деятельности людей при продолжительном их пребывании и работе на удаленных от Земли космических станциях, космических кораблях, планетных и лунных базах.

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ? Система кислородообеспечения Система очистки атмосферы 1. Система обеспечения газового состава атмосферы

Что же такое системы жизнеобеспечения космического корабля? В нее входят: Система кислородообеспечения (СКО) должна обеспечивать подачу в атмосферу обитаемого отсека кислорода и поддерживать его давление Система очистки атмосферы (СОА) должна обеспечивать сбор и удаление из атмосферы углекислого газа, поддерживать его давление на уровне, а также обеспечивать очистку атмосферы от вредных микропримесей, выделяемых человеком и оборудованием.

Система водообеспечения Система питания

Система водообеспечения (СВО) должна обеспечивать экипаж питьевой водой Система питания экипажа (СОП) должна обеспечивать космонавта полноценным питанием, с рационом, содержащим белки, жиры и углеводы.

А также: Средства регулирования температуры и влажности атмосферы; Средства удаления отходов; Средства регулирования давления; Средства санитарно-бытового обеспечения; Средства индивидуальной защиты экипажа; Средства медико-биологического обеспечения.

Средства регулирования температуры и влажности атмосферы (СРТ) должны осуществлять: отвод из отсека тепла, выделяемого человеком, удаление из атмосферы паров воды, выделяемых человеком, а также поддерживать температуру, влажность и циркуляцию воздуха. Средства удаления отходов (СУО) должны обеспечивать сбор и изоляцию из атмосферы жидких и твердых продуктов жизнедеятельности. И другие средства жизнеобеспечения. Проблема жизнеобеспечения возникла задолго до первого полета человека в космос.

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Биологический спутник Земли – БИОН Космический корабль Восток Космический корабль Союз

Первому полету человека в космическом корабле предшествовали запуски стратостатов, ракет и искусственных спутников Земли, в которых имелись системы жизнеобеспечения для людей и животных. В стратостатах "СССР-1" системы жизнеобеспечения включали запасы кислорода, который находился в баллонах. Биологический спутник "БИОН" снабжен системами водообеспечения и кормления животных, системой термовлагорегулирования, системой обеспечения газового состава и др. Начиная с полетов кораблей "Союз", начали использовать систему запасов воды "Колос" и консервант - растворы электролизного серебра.

Космический корабль Меркурий Космический корабль Шаттл изнутри

Системы жизнеобеспечения на американских космических кораблях "Меркурий" и "Шаттл" отличались от системы жизнеобеспечения на советских космических аппаратах. Атмосфера в отличие от советских космических летательных аппаратов состояла из чистого кислорода. Обеззараживание и консервация воды осуществлялись методом хлорирования. Итак, мы видим, что система жизнеобеспечения развивается и усовершенствуется.

Из таблицы видно, что необходимая масса запасов для экипажа, состоящего из 6 - человек в условиях 500-суточного полета без учета массы тары и систем хранения составило бы величину более 58 тонн. Это говорит о том, что системы жизнеобеспечения на основе запасов почти невозможны при длительных экспедициях.

Будущее развитие систем жизнеобеспечения в космонавтике за регенерационными комплексами

Ограничения массы запасов могут быть преодолены за счет применения регенерационных систем жизнеобеспечения, например система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги, "Электрон" - система генерирования кислорода на основе процесса электролиза воды; "БМП" - блок удаления вредных микропримесей и др. В целом современные регенерационные системы жизнеобеспечения орбитальных станций, основанные на физико-химических процессах, обеспечивают нормальные условия пребывания космонавтов и выполнение программ полетов продолжительностью до года.

Заключение Дальнейшее изучение космоса без развития систем жизнеобеспечения космонавтов невозможно. Поэтому считаю данную тему актуальной. Ведь в случае более детального изучения других планет, возможно будет использовать их грунт для нужд Земли. Перед разработчиками систем жизнеобеспечения ставится много задач, которые удается решать в ходе многочисленных наземных испытаний. Например, конструкции орбитальных кондиционеров непрерывно совершенствуется и обновляется. Это, в свою очередь, позволяет добиваться более значимых успехов для космонавтов в создании более комфортных условий пребывания на орбите.

Спасибо за внимание!

Краткое описание документа:

Системы жизнеобеспечения в космосе

Актуальность темы:

Развитие и внедрение новейших и перспективных технологий в космической отрасли для обеспечения жизнедеятельности человека на космических кораблях и других космических объектах при освоении околосолнечного космического пространства и дальнего космоса.

Предмет исследования: Возможности и необходимость развития замкнутых систем жизнеобеспечения космических кораблей и других космических объектов.

Цель исследования:

1. Изучить факторы, которые привели к необходимости создания систем жизнеобеспечения космических кораблей и других космических объектов;

2. Исследовать процесс создания систем жизнеобеспечения

Заключение

Дальнейшее изучение космоса без развития систем жизнеобеспечения космонавтов невозможно. Поэтому считаю данную тему актуальной. Ведь в случае более детального изучения других планет, возможно будет использовать их грунт для нужд Земли.

Перед разработчиками систем жизнеобеспечения ставится много задач, которые удается решать в ходе многочисленных наземных испытаний. Например, конструкции орбитальных кондиционеров непрерывно совершенствуется и обновляется. Это, в свою очередь, позволяет добиваться более значимых успехов для космонавтов в создании более комфортных условий пребывания на орбите.

Читайте также: