16

Лекция 1 по космическим системам жизнеобеспечения

1.1. Жизнеобеспечение космонавтов в космическом полете.

Деятельность в космосе – один из самых необычных видов деятельности человека. Первоначально фантазией казался сам полет в космос, просто нахождение в космосе хотя бы одного человека, без каких-то особых задач, тем более полезных для человечества.

Известно, что физические условия в космосе агрессивны для организма человека. Это:

- невесомость,

- космическая радиация,

- изменение ритма жизни по сравнению с земным ритмом,

- отсутствие магнитного поля,

- космический вакуум,

- повышенное световое излучение от Солнца.

Защита от этих факторов входит в функции космической медицины.

Но несколько важных медицинских и биологических факторов аналогичны земному:

– обеспечение человека кислородом, водой и пищей,

- поддержание в окружающей человека газовой среде комфортных условий (по температуре, давлению, содержанию кислорода и вредных веществ),

- фиксация газовых, жидких и твердых отходов жизнедеятельности.

Решение этих задач осуществляется инженерами.

Таким образом, жизнеобеспечение в космосе это – обеспечение массоэнергообмена организма космонавтов с окружающей их средой при одновременном поддержании параметров этой среды в комфортных условиях.

В таблице 1 представлены требования к системам жизнеобеспечения.

Существует немало технологий для решения задач жизнеобеспечения космонавтов. Поэтому уже на заре космонавтики, еще до первого полета человека, сформировалось положение о зависимости состава технологий от цели полета и от вида ПКА, используемого для полета. Все цели были разбиты на группы, отличающиеся продолжительностью, и для каждой группы предлагался свой состав технологий.

Соответственно, СОЖ были разбиты на 3 группы:

- СОЖ, основанные на запасах – ЗСЖО.

- СОЖ, основанные на физико-химических процессах круговорота веществ в жилых помещениях – ФХСЖО.

- СОЖ, основанные на биологических процессах круговорота веществ в жилых помещениях – БТСЖО.

Объединение всех систем, обеспечивающих функции жизнеобеспечения экипажа ПКА, называется комплексом систем жизнеобеспечения (КСЖО).

1.2. Виды пилотируемых космических аппаратов (пка).

Как говорилось выше, состав компонентов СЖО и их конструкция зависит от многих факторов. Важнейший фактор – задача ПКА и его конструкция. За многие годы изучения проблемы все задачи ПКА не раз обсуждались разными специалистами. В принципе их можно разделить на следующие группы

- Транспортные космические корабли (ТКК), предназначенные для доставки космонавтов к месту функционирования долговременного ПКА. Продолжительность полета ТКК зависит от этого места.

Доставка космонавтов на орбиту Земли в Долговременную Орбитальную Станцию (ДОС) занимает несколько часов. Но по принятой программе для вывода ТКК, приближения его к ДОС, причаливания и стыковки затрачивается 2 – 3 суток. СОЖ для ТКК для надежности предусмотрены на 7 – 10 суток.

- Доставка космонавтов на Луну занимает 3 – 4 суток. Столько же требуется для возвращения с Луны на Землю. СОЖ для лунных транспортных кораблей для надежности в прежних лунных программах СССР и США предусматривались на 7 – 8 суток.

- Доставка космонавтов на Марс занимает более 200 суток. Столько же требуется для возвращения с Марса на Землю.

В целом длительность работы СОЖ для полета на Марс составляет 500 – 550 суток.

- Длительность пребывания космонавтов на ДОС на земной орбите составляет в среднем несколько месяцев, но ресурс работы СОЖ значительно больше. Он измеряется годами. Однако для СОЖ ДОС есть возможность в случае отказа СОЖ получить нужный элемент с Земли. Поэтому аварийный запас веществ на ДОС требуется на 1 – 2 недели.

- Длительность пребывания космонавтов на будущих Долговременных Лунных Базах (ДЛБ) предполагается не менее 5 лет, но этот ресурс будет достигнут не сразу. В первых экспедициях ресурс работы СОЖ будет 3 – 6 месяцев.

- Длительность пребывания космонавтов на Марсе предусмотрена в первой экспедиции 1 месяц, а впоследствии она будет быстро увеличиваться, но, по-видимому, в этом столетии не превысит года.

Таким образом, можно выделить 3 группы принципов жизнеобеспечения по времени полета:

- СОЖ для кратковременных полетов (до 30 суток),

- СОЖ для полетов средней продолжительности (до года),

- СОЖ для особо длительных полетов (свыше 5 лет).