Человеческая жизнь в космосе возможна только при наличии надежных систем жизнеобеспечения и необходимых ресурсов: кислород, вода и пища. В условиях невесомости и низкой гравитации, например на Международной космической станции (МКС) или на будущих лунных и марсианских базах, не все ресурсы возможно получить традиционными методами, поэтому для их добычи разработаны специальные технологии.
Кислород - важнейший ресурс для жизни вне Земли, который, на борту космических станций, добывается несколькими способами:
- Электролиз воды – основной метод получения кислорода на МКС. Вода разлагается на кислород и водород под действием электрического тока. Кислород используется экипажем, а водород часто выбрасывается за борт или используется в химических реакциях.
- Генераторы кислорода – химические системы, использующие твёрдые соединения (например, перхлорат лития), которые при нагреве выделяют кислород.
- Регенерация кислорода – перспективные технологии, включающие переработку углекислого газа, выдыхаемого экипажем, с использованием водорода для получения воды и выделения дополнительного кислорода (реакция Сабатье и другие методы).
Вода – один из самых ценных ресурсов в космосе, её приходится экономить и перерабатывать:
- Регенерация мочи и конденсата – на МКС работает система переработки воды, которая очищает влагу, выделяемую экипажем при дыхании, потоотделении и мочеиспускании. Специальные фильтры и дистилляционные установки позволяют получать питьевую воду.
- Доставка с Земли – в критических ситуациях запасы воды доставляются грузовыми кораблями, но это дорого и ограничено по объёму.
- Извлечение воды из лунного или марсианского грунта – перспективный метод, который может быть использован при будущей колонизации. Вода, найденная в виде льда, может быть растоплена и очищена.
Питание - как и вода, основной ресурс для полноценной жизни, также требует особых подходов:
- Консервация и упаковка – большая часть пищи на МКС представляет собой сублимированные (лиофилизированные) продукты, которые можно долго хранить без охлаждения.
- Выращивание растений – сегодня, на МКС, проводятся эксперименты по культивированию овощей и зелени в специальных гидропонных системах. В перспективе на лунных и марсианских базах такие системы будут расширены.
- Замкнутые биосистемы – разработка биорегенеративных систем, где растения и микроорганизмы перерабатывают отходы и производят пищу и кислород.
Заключение
Создание автономных систем жизнеобеспечения – ключевой фактор для долгосрочных космических миссий. Технологии регенерации кислорода, воды и пищи позволяют минимизировать зависимость от поставок с Земли и делают возможной будущую колонизацию других планет.