Межпланетные и лунные экспедиции потребуют создания установок замкнутого цикла для полной регенерации воды из продуктов жизнедеятельности экипажа и атмосферы космического аппарата или напланетной базы. Сегодня на Международной космической станции проводятся испытания двух экспериментальных систем восстановления воды из урины. Внедрение этих систем на будущих космических объектах позволит сократить объемы воды, доставляемые с Земли. На Российском сегменте МКС в Малом исследовательском модуле МИМ-1 «Рассвет» работает установка СРВ-У-РС, а вторая – СРВ-УМ, размещена в Многоцелевом лабораторном модуле «Наука».
Обе установки предназначены для получения деминерализованной технической воды. Эта вода, после ее дополнительной очистки используется для получения кислорода, в качестве смывной воды в ассенизационно-санитарном устройстве АСУ, и, после дополнительной очистки и минерализации в системе регенерации воды из конденсата атмосферной влаги, используется для питья и восстановления сублимированных продуктов питания.
В обеих системах используется принцип выпаривания воды из урины с использованием центробежной многоступенчатой вакуумной дистилляции с последующей конденсацией паров при пониженных температурах. Исходным сырьем является смесь урины с консервантом и смывной водой из АСУ. Продолжительность режима дистилляции составляет около 3 часов. По опыту эксплуатации МКС общие потребности экипажа в воде составляют 4,2 литра на человека в сутки или 4600 литров в год для экипажа из трех человек.
Влага, которая попадает в атмосферу МКС при дыхании и потоотделении членов экипажа, является еще одним источником воды на станции. В Служебном модуле «Звезда» работает еще одна установка - система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги СРВ-К2М. Влага, содержащаяся в атмосфере станции, конденсируется на холодных панелях теплообменников-осушителей системы терморегулирования. Конденсат содержит в себе большое количество растворенных примесей, которые выделяются в атмосферу станции как космонавтом в процессе его жизнедеятельности, так и оборудованием. Поэтому получение питьевой воды из конденсата требует специальной очистки его от примесей, для чего конденсат пропускается через множество разных фильтров.
При хорошем качестве очистки получается чистая дистиллированная вода. Но такая вода не пригодна для питья по своим вкусовым качествам и по физиологическому воздействию на организм. Для минерализации воды производится ее насыщение солями кальция и магния, далее проводится ее консервация ионами серебра, которые обладают бактерицидным действием и увеличивают срок хранения воды. На выходе из установки получается очищенная от примесей, насыщенная минералами и прошедшая бактериальную очистку вода, пригодная для питья.
Эта система может обеспечить производство до 1,5 литров воды на одного члена экипажа. Пить эту воду можно через блок раздачи и подогрева, который предназначен для пастеризации питьевой воды и ее выдаче экипажу в горячем и теплом виде для питья и приготовления сублимированных продуктов и напитков.
Сейчас на Российском сегменте МКС эксплуатируются частично замкнутые комплексы обеспечения жизнедеятельности. Для межпланетных и лунных экспедиций необходимо модернизировать эти системы и, прежде всего, создать установки замкнутого цикла для полной регенерации воды.
#Космос #Международная_космическая_станция #Космические_исследования #Наука #Космические_полеты #астронавт #Космический_корабль #Космические_эксперименты