ISS ECLSS

Диаграмма блок -схемы, показывающая компоненты системы жизнеобеспечения ISS. Смотрите смежный текст для деталей. — Взаимодействие между компонентами системы контроля окружающей среды ISS и жизненной поддержки (ECLSS)

Международная космическая станция (МКС) Система экологической поддержки и жизнеобеспечения ( ECLSS ) - это система жизнеобеспечения , которая обеспечивает или контролирует атмосферное давление , обнаружение и подавление пожара, уровень кислорода, надлежащая вентиляция, управление отходами и водоснабжение. Он был совместно спроектирован и протестирован NASA Центром космических полетов , UTC Aerospace Systems , Boeing , Lockheed Martin и Honeywell, Inc. ^{[ 1 ]}

Система имеет три основные функции: восстановление воды , оживление воздуха и генерация кислорода , целью которой является обеспечение безопасной и комфортной среды для персонала на борту МКС . Система также служит потенциальным доказательством концепции для более продвинутых систем, создающих ECLSS для использования в миссиях глубокого пространства . ^{[ 1 ]}

Системы восстановления воды

МКС имеет две системы восстановления воды. Zvezda содержит систему восстановления воды , которая обрабатывает водяной пары из атмосферы, которая может быть использована для употребления в аварийной ситуации, но обычно подается в систему Elektron для производства кислорода . Американский сегмент имеет систему восстановления воды, установленная во время STS-126 ^{[ 2 ]} Это может обрабатывать водяной пар, собранные из атмосферы и мочи в воду, которая предназначена для питья. Система восстановления воды была первоначально установлена в Destiny на временной основе в ноябре 2008 года ^{[ 2 ]} и переехал в спокойствие (узел 3) в феврале 2010 года. ^{[ 3 ]}

Система восстановления воды состоит из сборочной сборки мочи и сборки воды, размещенной в двух из трех стойков ECLSS. ^{[ 4 ]}

Сборка процессора мочи использует процесс дистилляции вакуума низкого давления, который использует центрифугу для компенсации отсутствия тяжести и, следовательно, помощи в разделении жидкостей и газов. ^{[ 5 ]} Сборка процессора мочи предназначена для обработки нагрузки 9 кг/день, что соответствует потребностям команды из 6 человек. ^{[ 2 ]} Хотя дизайн требует восстановления 85% содержания воды, последующий опыт с осадками сульфата кальция ^{[ 3 ]} (В условиях свободного падения, присутствующих на МКС, уровни кальция в моче повышены из-за потери плотности кости) привели к пересмотренному операционному уровню восстановления 70% содержания воды.

Вода из сборки мочи и из источников сточных вод объединяется для кормления водопровода, которая отфильтровывает газы и твердые материалы, перед прохождением через фильтрованные слой, а затем высокотемпературную сборку каталитического реактора. Затем вода проверяется в бортовых датчиках, а неприемлемая вода проникает обратно через сборку водопровода. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

В январе 1998 года в январе 1998 года в сборе летучих удалений летала на STS-89 , чтобы продемонстрировать каталитический реактор сборки водопроцессора в микрогравитации. Эксперимент по летном эксперименте с компрессионной дистилляцией пара вылетел, но был уничтожен в STS-107 . ^{[ 5 ]}

Сборка дистилляции сборки процессора мочи не удалась 21 ноября 2008 года, через день после первоначальной установки. ^{[ 2 ]} Один из трех датчиков скорости центрифуги был сообщал о аномальных скоростях, и наблюдался высокий центрифужный моторный ток. Это было исправлено путем повторного укрепления в сборе дистилляции без нескольких резиновых вибрационных изоляторов. Сборка дистилляции снова потерпела неудачу 28 декабря 2008 года из-за высокого моторного тока и была заменена 20 марта 2009 года. В конечном итоге, во время тестирования после облегания, был обнаружен один датчик скорости центрифуги, и подшипник компрессора не удался. ^{[ 3 ]}

Атмосфера

Несколько систем в настоящее время используются на борту МКС для поддержания атмосферы космического корабля, которая похожа на Землю . ^{[ 6 ]} Нормальное давление воздуха на МКС составляет 101,3 кПа (14,7 фунтов на квадратный дюйм ); так же, как на уровне моря на земле. «В то время как члены экипажа МКС могли оставаться здоровыми даже при давлении на более низком уровне, оборудование на станции очень чувствительно к давлению. Если давление должно было упасть слишком далеко, оно может вызвать проблемы с оборудованием станции». ^{[ 7 ]}

Система Elektron на борту Zvezda и аналогичная система в судьбе генерирует кислород на борту станции. ^{[ 8 ]} Экипаж имеет вариант резервного копирования в форме канистров кислорода в бутылках и генерации кислорода с твердым топливом (SFOG). ^{[ 9 ]} Углекислый газ удаляется из воздуха системой Воздук в Зезде. Одна сборка удаления углекислого газа (CDRA) расположена в американском лабораторном модуле и один в модуле US Node 3. Другие побочные продукты метаболизма человека, такие как метан из метелки и аммиака от пота, удаляются с помощью активированных углевых фильтров или системы контроля загрязняющих средств (TCCS). ^{[ 9 ]}

Система оживления воздуха

Углекислый газ и следовые загрязнители удаляются системой оживления воздуха. Это стойка НАСА, помещенная в спокойствие , предназначенная для обеспечения сборки удаления углекислого газа (CDRA), следовой контрольной подборки для контроля загрязнения (TCCS) для удаления опасного загрязнения следа от атмосферы и основного компонентного анализатора (MCA) для мониторинга азота , Кислород , углекислый газ , метан , водород и водяной пара . Система оживления воздуха была доставлена на станцию на борту STS-128 и была временно установлена в японском модуле экспериментального модуля . Система должна была быть передана на спокойствие после ее прибытия, и была установлена во время космического шаттла Endeavour Mission STS-130 . ^{[ 10 ]}

Система генерирования кислорода

Система генерирования кислорода (OGS) представляет собой стойку НАСА, предназначенная для электролизирования воды из системы восстановления воды для получения кислорода и водорода. Кислород доставляется в атмосферу кабины. Устройство установлено в модуле судьбы . Во время одного из космических перевозок, проведенных астронавтами STS-117 , был установлен важный клапан водородного вентиляционного отверстия, необходимый для начала использования системы. ^{[ 11 ]} Система была доставлена в 2006 году STS-121 и стала введенной работой 12 июля 2007 года. ^{[ 12 ]} С 2001 года американский орбитальный сегмент использовал кислород в резервуаре для хранения под давлением на модуле воздушного шлюза Quest или из российского модуля обслуживания. Перед активацией системы Sabatier в октябре 2010 года водород и углекислый газ, извлеченные из кабины, были вентилированы за борт. ^{[ 5 ]}

В 2011 году журнал American News Outlet CBS News and News Magazine SpaceflightNow сообщил, что «OGA за последние шесть месяцев не работала хорошо, потому что вода, которую кормили ее, немного слишком кислой», - сказал директор по полету станции Крис Эделен. «В течение последних нескольких месяцев экипаж станции использовал кислород, поднятый на борту, посещающий космический корабль по предложению прогресса, европейское грузовое судно и российский генератор кислорода Elektron , в ожидании доставки оборудования для ремонта OGA. Oga, как Elektron , использует электричество разделить молекулы воды на водород и кислород. ^{[ 13 ]}

Усовершенствованная система замкнутого петли (ACLS) представляет собой стойку ESA , которая превращает углекислый газ и воду в кислород и метана. Углекисный диоксид удаляется из воздуха станции аминовым скруббером, затем удаляется из скруббера паром и превращается в метан и воду с помощью реакции сабатиста с использованием водорода, продуцируемого из воды. Метан вентилируется, вода перерабатывается электролизом, продуцирующим водородом и кислородом. Это сильно отличается от стойки, генерирующей кислород НАСА, которая зависит от устойчивого снабжения воды из Земли, чтобы генерировать кислород. Эта способность экономии воды уменьшит необходимость запуска дополнительных 400 литров воды в пополнении груза в год. 50% углекислого газа, который он процесс может быть преобразован в кислород, и сам по себе он может регенерировать достаточно кислорода для 3 астронавтов. ^{[ 14 ]} Остальные 50% углекислого газа отбрасываются из МКС вместе с генерируемым метаном. ^{[ 14 ]} ACLS имеет три подсистемы:

Сборка концентрации углекислого газа (CCA) использует аминную реакцию для поглощения и концентрации углекислого газа из воздуха, чтобы сохранить углекислый газ в приемлемых уровнях.
Сборка генерации кислорода (OGA), электролизер, который отделяет воду на кислород и водород.
Узел углекислого газа (CRA). «Сабатер -реактор» реагирует CO ₂ от CCA с водородом из OGA с образованием воды и метана.

ACLS - это технологический демонстратор (планируется работать с 1 до 2 лет), но если он будет успешным, он останется на борту МКС навсегда. Он был доставлен на запуск Kounotori 7 в сентябре 2018 года и установлен в модуле Destiny . Через год после родов большая часть работала, и ожидалось, что новые детали получили все три подсистемы в 2020 году. ^{[ 15 ]}^{[ нуждается в обновлении ]}

Sabatier System

Система НАСА Sabatier, используемая с 2010 по 2017 год, в ECLSS проложила цикл кислорода в ECLS, комбинируя отходы водорода из системы, генерирующей кислород и углекислого газа из атмосферы станции, используя реакцию Сабатье для повторного использования кислорода. Выходными данными этой реакции являются вода и метан. Вода перерабатывается, чтобы уменьшить общее количество воды, которая должна переносить на станцию с Земли, а метана вентилируется за борт в настоящее время общей линии водородного вентиляционного отверстия, установленной для системы генерирования кислорода. ^{[ 16 ]}

Электрон

Elektron - это российский электролитический кислородный генератор, который также использовался на MIR . Он использует электролиз для получения кислорода. Этот процесс расщепляет молекулы воды, восстанавливаемые из других применений на борту станции в кислород и водород с помощью электролиза. Кислород вентиляется в кабину, а водород вентиляется в космос. Три российских генератора кислорода Elektron на борту международной космической станции были страдают от проблем, часто заставляя экипаж использовать источники резервного копирования (либо в бутылках, либо система Vika, обсуждаемые ниже). Чтобы поддержать экипаж из шести, НАСА добавило систему генерирования кислорода, обсуждаемую выше.

В 2004 году блок Elektron отключился из -за (первоначально) неизвестных причин. Две недели устранения неполадок привели к тому, что устройство снова запустилось, а затем немедленно отключилось. Причина была в конечном итоге прослежена до газовых пузырьков в подразделении, что оставалось нефункциональным до тех пор, пока в октябре 2004 года не было функциональна . ^{[ 17 ]} В 2005 году персонал МКС вступил в поставку кислорода недавно прибывшего космического корабля «Восстановление прогресса», когда подразделение Elektron потерпела неудачу. ^{[ 18 ]} В 2006 году пары от неисправного подразделения Elektron побудили пролетных инженеров НАСА объявить «чрезвычайную ситуацию космического корабля». Горящий запах заставил экипаж МКС подозревать еще один огонь Электрона, но подразделение было только «очень жарко». Утечка коррозионного гидроксида калия без запаха заставила экипаж МКС надеть перчатки и маски для лица. Было предположительно, что запах пришел из перегретых резиновых уплотнений. Инцидент произошел вскоре после того, как STS-115 ушел и незадолго до прибытия миссии по применению (включая космический турист Anousheh Ansari ). ^{[ 19 ]} Elektron не вернулся в Интернете до ноября 2006 года, после того, как новые клапаны и кабели прибыли на судно по зановому положения в октябре 2006 года. ^{[ 20 ]} ERPTC (ток терминала обработки электрического восстановления) был вставлен в МКС для предотвращения вреда для систем. В октябре 2020 года система Elektron потерпела неудачу и должна была быть деактивирована на короткое время, прежде чем ее ремонтировали. ^{[ 21 ]}

Вина

Генератор кислорода Vika или TGK, также известный как генерация кислорода с твердым топливом (SFOG) при использовании на ISS, представляет собой химический генератор кислорода, первоначально разработанный Roscosmos для miR , и обеспечивает альтернативную систему генерирования кислорода. ^{[ 22 ]} Он использует канистры твердого литий -перхлората , который разлагается в газообразной кислород и твердого хлорида лития при нагревании. ^{[ 22 ]} Каждая канистра может удовлетворить потребности в кислороде одного члена экипажа в течение одного дня. ^{[ 23 ]}

Vozdukh

Другая российская система, Воздух (русский язык , означает «воздух»), удаляет углекислый газ из воздуха на основе использования регенерируемых поглотителей газа углекислого газа. ^{[ 24 ]}

Контроль температуры и влажности

Управление температурой и влажностью (THC) является подсистемой ISS ECLS, связанных с поддержанием устойчивой температуры воздуха и контролем влаги в подаче воздуха станции. Система теплового управления (TCS) является компонентной частью системы THC и подразделения в активную систему теплового управления (ATCS) и пассивную систему теплового управления (PTC). Контроль влажности возможна путем снижения или повышения температуры и добавления влаги в воздух. ^{[ Цитация необходима ]}

Обнаружение пожара и подавление

Обнаружение и подавление пожара (FDS) - это подсистема, посвященная определению того, что был огонь и предпринимает шаги для борьбы это.

Смотрите также

Международное обслуживание космических станций

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Система экологического контроля и жизнеобеспечения (ECLSS)» (PDF) . НАСА . 22 августа 2024 года . Получено 22 августа 2024 года . {{cite web}}: Cs1 maint: url-status ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Д. Лейн Картер (2009). Статус регенеративной системы восстановления воды ECLSS (2009-01-2352) (PDF) (отчет). НАСА/SAE . Получено 17 сентября 2014 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Лейн Картер (2010). Статус регенеративной системы восстановления воды ECLS (PDF) (отчет). НАСА . Получено 17 сентября 2014 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Роберт М. Багдигиан; Дейл Клауд (2005). Статус Международной космической станции регенеративного ECLSS Водоснащения и систем генерации кислорода (2005-01-2779) (PDF) (отчет). НАСА/SAE . Получено 17 сентября 2014 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} «Международная космическая станция экологического контроля и системы жизнеобеспечения» (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 24 ноября 2010 года . Получено 25 января 2010 года .
^ Крейг Фрейденрих (20 ноября 2000 г.). «Как работают космические станции» . Howstuffworks . Получено 23 ноября 2008 года .
^ «5–8: воздух там» . NASAEXPLORES . НАСА. Архивировано с оригинала 14 ноября 2006 года . Получено 31 октября 2008 года .
^ Тарик Малик (15 февраля 2006 г.). «Воздух очевиден: новые кислородные системы для МКС» . Space.com . Получено 21 ноября 2008 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Патрик Л. Барри (13 ноября 2000 г.). «Дыхание легко на космической станции» . НАСА. Архивировано из оригинала 21 сентября 2008 года . Получено 21 ноября 2008 года .
^ "STS-128 Press Kit" (PDF) . НАСА. 18 августа 2009 г. Получено 1 сентября 2009 года .
^ «Международный отчет о статусе космической станции: SS07-01» . НАСА. 5 января 2007 года. Архивировано с оригинала 22 ноября 2013 года . Получено 25 января 2010 года .
^ Крис Бергин (12 июля 2007 г.). «Система генерирования кислорода, активированная на борту МКС» . Nasaspaceflight.com . Получено 25 января 2010 года .
^ «Spaceflight Now | STS-133 Отчет о трансфер |
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Передовая система с закрытыми петлями извлечена 15 декабря 2020 года
^ Новая система жизнеобеспечения очищает воздух во время космической станции на полной доме 10/12/2019
^ «Система Sabatier: производство воды на космической станции» . НАСА . 17 августа 2015 года. Архивировано с оригинала 19 мая 2017 года . Получено 23 января 2018 года .
^ Амит Асаравала (20 сентября 2004 г.). «Пространство o ₂ Генератор снова терпит неудачу» . Проводной . Проводные новости . Получено 25 января 2010 года .
^ Тарик Малик (4 января 2005 г.). «Ремонстрированный генератор кислорода снова терпит неудачу на борту МКС» . Space.com . Получено 25 января 2010 года .
^ Уильям Харвуд (18 сентября 2006 г.). «Проблема с генератором кислорода запускает тревогу станции» . Космический полет сейчас . Получено 25 января 2010 года .
^ «Международный отчет о статусе космической станции № 48» . НАСА. 3 ноября 2006 г. Получено 25 января 2010 года .
^ https://tass.com/science/1214871 . Получено 14 декабря
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Керри Эллис - Международная жизненная поддержка - журнал Ask
^ «Дыхание легко на космической станции | Управление научной миссии» . Архивировано с оригинала 11 марта 2019 года . Получено 12 июля 2017 года .
^ «Воздействие и связанные с ними симптомы в полете в полете: ассоциация, восприимчивость и операционные последствия» Архивировали 27 июня 2011 года на машине Wayback (см. Стр. 6), НАСА, июнь 2010 г.

Внешние ссылки

[:0-1] Jump up to: ^а ^{беременный} «Система экологического контроля и жизнеобеспечения (ECLSS)» (PDF) . НАСА . 22 августа 2024 года . Получено 22 августа 2024 года . {{cite web}}: Cs1 maint: url-status ( ссылка )

[2009-01-2352-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Д. Лейн Картер (2009). Статус регенеративной системы восстановления воды ECLSS (2009-01-2352) (PDF) (отчет). НАСА/SAE . Получено 17 сентября 2014 года .

[2010Status-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Лейн Картер (2010). Статус регенеративной системы восстановления воды ECLS (PDF) (отчет). НАСА . Получено 17 сентября 2014 года .

[2005-01-2779-4] Jump up to: ^а ^{беременный} Роберт М. Багдигиан; Дейл Клауд (2005). Статус Международной космической станции регенеративного ECLSS Водоснащения и систем генерации кислорода (2005-01-2779) (PDF) (отчет). НАСА/SAE . Получено 17 сентября 2014 года .

[ISS-ECLSS-pdf-5] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} «Международная космическая станция экологического контроля и системы жизнеобеспечения» (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 24 ноября 2010 года . Получено 25 января 2010 года .

[6] Крейг Фрейденрих (20 ноября 2000 г.). «Как работают космические станции» . Howstuffworks . Получено 23 ноября 2008 года .

[7] «5–8: воздух там» . NASAEXPLORES . НАСА. Архивировано с оригинала 14 ноября 2006 года . Получено 31 октября 2008 года .

[OGS-8] Тарик Малик (15 февраля 2006 г.). «Воздух очевиден: новые кислородные системы для МКС» . Space.com . Получено 21 ноября 2008 года .

[breath_easy-9] Jump up to: ^а ^{беременный} Патрик Л. Барри (13 ноября 2000 г.). «Дыхание легко на космической станции» . НАСА. Архивировано из оригинала 21 сентября 2008 года . Получено 21 ноября 2008 года .

[STS-128_Presskit-10] "STS-128 Press Kit" (PDF) . НАСА. 18 августа 2009 г. Получено 1 сентября 2009 года .

[International_Space_Station_Status_Report:_SS07-01-11] «Международный отчет о статусе космической станции: SS07-01» . НАСА. 5 января 2007 года. Архивировано с оригинала 22 ноября 2013 года . Получено 25 января 2010 года .

[12] Крис Бергин (12 июля 2007 г.). «Система генерирования кислорода, активированная на борту МКС» . Nasaspaceflight.com . Получено 25 января 2010 года .

[13] «Spaceflight Now | STS-133 Отчет о трансфер |

[ACLS-ESA-14] Jump up to: ^а ^{беременный} Передовая система с закрытыми петлями извлечена 15 декабря 2020 года

[full-house-2019-15] Новая система жизнеобеспечения очищает воздух во время космической станции на полной доме 10/12/2019

[Sabatier-on-SS-16] «Система Sabatier: производство воды на космической станции» . НАСА . 17 августа 2015 года. Архивировано с оригинала 19 мая 2017 года . Получено 23 января 2018 года .

[17] Амит Асаравала (20 сентября 2004 г.). «Пространство o ₂ Генератор снова терпит неудачу» . Проводной . Проводные новости . Получено 25 января 2010 года .

[18] Тарик Малик (4 января 2005 г.). «Ремонстрированный генератор кислорода снова терпит неудачу на борту МКС» . Space.com . Получено 25 января 2010 года .

[19] Уильям Харвуд (18 сентября 2006 г.). «Проблема с генератором кислорода запускает тревогу станции» . Космический полет сейчас . Получено 25 января 2010 года .

[20] «Международный отчет о статусе космической станции № 48» . НАСА. 3 ноября 2006 г. Получено 25 января 2010 года .

[21] ttps://tass.com/science/1214871 . Получено 14 декабря

[ellis-22] Jump up to: ^а ^{беременный} Керри Эллис - Международная жизненная поддержка - журнал Ask

[23] «Дыхание легко на космической станции | Управление научной миссии» . Архивировано с оригинала 11 марта 2019 года . Получено 12 июля 2017 года .

[24] «Воздействие и связанные с ними симптомы в полете в полете: ассоциация, восприимчивость и операционные последствия» Архивировали 27 июня 2011 года на машине Wayback (см. Стр. 6), НАСА, июнь 2010 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]