Блоковые схемы трех систем жизнеобеспечения изображены на фиг. 242. Они соответствуют трем различным уровням регенерации и различаются по потоку энергии, круговороту веществ и типу регуляции. В открытой системе (без регенерации) поток веществ идет в одном направлении и жизнь системы зависит от запасов воды, пищи и кислорода. Вся регуляция осуществляется внешними средствами. В полуоткрытой системе (с частичной регенерацией) некоторая часть веществ совершает круговорот между космонавтом и биокомплексом системы обеспечения или механическим регенерирующим устройством, но почти вся регуляция остается внешней и механической и вся жизнь системы зависит от прочности и надежности механической части.[ ...]
В замкнутой по всем параметрам (кроме энергии) системе происходит круговорот веществ, который, так же как и поток энергии, можно регулировать или стабилизировать при помощи либо внешних механических устройств, либо внутренних биологических механизмов, либо и тем и другим путем. Длительность здесь определяется либо надежностью механических частей, либо непрерывными гомеостатическими взаимодействиями между биотическими компонентами.[ ...]
Фиг 242. Упрощенные блоковые схемы трех систем жизнеобеспечения.[ ...]
По оси ординат откладывается фиксированная «стоимость по массе» оборудования, системы жизнеобеспечения, включая источник энергия, но не расходуемое горючее. Система открытого типа обладает наименьшими размерами и стоимостью для коротких периодов времени; контроль здесь относительно простой, но «стоимость по массе» возрастает очень резко с каждым лишним днем пребывания в космосе.[ ...]
Теоретически всех осложнений, возникающих в открытой системе из-за большой массы, можно частично или полностью избежать, введя частичную регенерацию (фиг.[ ...]
Роль регенерации возрастает по мере увеличения времени пребывания в космосе. /, 2 и 3 — точки, в которых имеет смысл производить регенерацию воды, респираторных газов и пищи соответственно.[ ...]
В настоящее время работа по созданию систем жизнеобеспечения идет по двум направлениям — механическому и биологическому. Сложная механическая система хеморегенерации, обеспечивающая регенерацию газов и воды (но не пищи) и удаление отходов, уже почти действует. Это достаточно надежная система, способная поддерживать жизнь довольно долгое время. Для очень длительных полетов система химической регенерации становится слишком «тяжелой»; так как ее металлические детали велики по объему и массе, она требует больших количеств энергии, а также запасов пищи и некоторых газов, которые надо пополнять. Дополнительные осложнения возникают в связи с тем, что для удаления СОг нужна высокая температура; кроме того, при длительных полетах в системе постепенно накапливаются токсичные вещества (например, окись углерода), о чем не приходится беспокоиться при непродолжительных полетах. В очень длительных космических полетах, когда пополнение запасов и хеморегенерация невозможны, придется прибегнуть к другой альтернативе — к биологической экосистеме, обеспечивающей частичную или полную регенерацию. В таких системах, основанных на биологических процессах, в настоящее время пытаются использовать в качестве «продуцентов» хемосинтезирующие бактерии, мелкие фотосинтезирующие организмы, такие, «ак Chlorella, или некоторые высшие водные растения, поскольку, как указывалось выше, инженерные соображения исключают, по-видимому, использование для этих целей более крупных организмов. Иными словами, при выборе биологического «газообменника» вновь возникает проблема «масса или эффективность». Как мы видели в гл. 3, чем меньше организм, тем выше его регенерационная эффективность. Эта эффективность, однако, достигается ценой долговечности отдельных особей (еще одно проявление упоминавшейся ранее противоположности соотношений Р/В и В/P). Чем короче жизнь отдельной особи, тем труднее предупредить или смягчить колебания численности популяции и генофонда. Один килограмм Хемосинте-зинтезирующих бактерий может удалить из атмосферы космического корабля больше СОг, чем один килограмм водорослей Chlorella, но рост бактерий регулировать труднее. В свою очередь Chlorella, если говорить о массе, более эффективна в качестве газообменника, чем высшие растения, но при этом ее труднее регулировать.[ ...]
По всей вероятности, необходимой для действительно длительного исследования космоса стабильностью обладает только многовидовая зрелая экосистема. Изучение таких систем важно еще и потому, что при этом ясно-®ырисовываются те ограничения, которые человек должен наложить на свою жизнь здесь, на Земле.[ ...]
Питьевую воду из отходов получают методом выпаривания горячим воздухом. Мочу обрабатывают дезинфицирующими веществами по пути в воздушную испарительную ячейку, содержащую волокнистые фитили, которые пропитываются мочой. Струя горячего воздуха выпаривает воду, оставляя в фитиле взвешенные и растворенные загрязнения. Увлажненный горячий воздух попадает в охлаждаемый конденсор, откуда образовавшаяся вода поступает в контейнер. Сходным образом обрабатывают воду, использованную для умывания, и влажный воздух кабины.[ ...]
После завершения цикла в баке-сборнике проводят бактериологический и химический анализ восстановленной воды и, если ее качество не соответствует стандартам, весь процесс повторяют. Наиболее серьезные проблемы восстановления воды — это сбор конденсата при отсутствии тяготения и предупреждение химического или бактериологического заражения.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Зависимость между массой, продолжительностью полета и степенью регенерации в системе жизнеобеспечения космического корабля (Майерс, 1963). |
 |
| Макет полной системы жизнеобеспечения, в которой механическими и Химическими способами производится регенерация воды и газов |
 |
| Упрещеняая теоретическая схема механо-химической регенерационной системы (действующая модель показана на фиг. 244). |
 |
| Упрощенная схема биорегенерационной системы, основанной либо на хемосинтезирующих бактериях, либо на фотосинтезирующих растениях. |
 |