Воздух. Неожиданные факты о том, без чего нельзя прожить

Строительство МКС началось позже, в 1998 году, когда Россия вывела на орбиту ее первую часть. Затем к ней добавились другие российские и американские, а также европейский и японский модуль. Расширение МКС продолжается до сих пор. Перед сотрудниками стоит множество задач, среди которых – исследование влияния космоса на человека и живые организмы. Устройство станции не секрет, многие астронавты, например канадец Крис Хэдфилд[5], охотно делятся подробностями, снимают видео для YouTube и пишут книги о своей жизни в космосе.

Однако вернемся к нашей теме: откуда берется воздух на МКС? За это отвечает замкнутая система вентиляции и регенерации. Углекислый газ с международной станции удаляется при помощи системы «Воздух»: специальные поглотители захватывают СО₂ и отводят его в забортное пространство.

Кислород на международной космической станции обеспечивают несколько дублирующих систем. Часть его находится на борту в сжатом виде в специальных баллонах. Их доставляют вместе с оборудованием, запасами продовольствия и другими грузами.

Второй способ – электролиз при помощи системы «Электрон». Воду расщепляют на кислород и водород. Кислород используют для дыхания, а водород утилизируют в космос. Производительность такой системы – от 25 до 160 л кислорода в час. Этого количества хватает для дыхания команды численностью до 6 человек. Да, это похоже на подводную лодку, однако есть одно «но»: космос – это не море и за бортом МКС нет воды. Напротив, ее запасы весьма ограниченны. Вода в космосе на вес золота во всех смыслах.

Более 90 % воды на борту МКС – вторичная и переработанная. Воду, полученную из урины, используют для технических целей, в том числе и для электролиза. Питьевую получают из конденсата влаги воздуха. Специальные системы собирают ее, очищают, лишают запаха, а затем накапливают в баках. Полученная при помощи регенерации вода очень чистая, и пусть это странно звучит, но ее качество намного лучше земной.

Третий способ получать кислород на космической станции – химическая реакция в твердотопливном генераторе кислорода. Это устройство, в котором разогреваются специальные кассеты с кислородсодержащим веществом. Химическая реакция длится около 20 минут при достаточно высокой температуре – порядка 500 ℃. Одна кассета выделяет до 600 л кислорода. Недостаток этого способа – пожароопасность, поэтому он применяется в случаях, когда другие недоступны.

Открытый космос

Первый человек вышел в открытый космос 18 марта 1965 года, это был советский космонавт Алексей Леонов. Путешествие по Вселенной длилось 12 минут и могло закончиться трагически, так как скафандр сильно раздулся из-за перепада давлений и это ограничивало движения космопроходца. К счастью, с тех пор многое изменилось: выходы в космос теперь длятся часами, а скафандры настолько модернизированы, что не боятся практически никаких угроз.

Скафандр – самая дорогая одежда в мире. Стоимость одного может достигать 12 миллионов долларов.

Перед «костюмом» для выхода в открытый космос стоит множество задач. Он должен быть негорючим и выносливым, в то же время крепким и пропускающим радиосигналы. Скафандр обязан защищать от перепада температур: за время своего выхода в открытый космос космонавт может обогнуть Землю несколько раз, и при чередовании солнечной и теневой сторон контраст составляет от +150 до –150 ℃. Скафандр должен быть полностью герметичным и устойчивым к повреждениям, ведь на орбите находится много космического мусора и мелких частиц, которые движутся словно пули, с огромной скоростью. Ну и самое главное – для успешного выполнения космических работ необходимо, чтобы он был гибким.

На изготовление одного космического «наряда» уходит до 1,5 лет. Все детали – штанины, перчатки, шлем – разборные и заменяемые. Это сделано для того, чтобы его можно было свободно чинить и обслуживать прямо на борту станции. А еще скафандр не нужно подбирать по размеру, он универсален. Чего не скажешь о перчатках – они изготавливаются для каждого космонавта индивидуально по слепку руки. Они в некотором смысле расходный материал – быстро изнашиваются. На Международной космической станции используются два типа скафандров: американский EMU (Extravehicular Mobility Unit) и российский «Орлан».

Но что-то я увлеклась, нас ведь интересует воздух и его параметры. Космический скафандр – настоящий космический корабль в миниатюре, и системы жизнеобеспечения здесь также продуманы до мелочей. Поскольку в открытом космосе практически нет давления, внутри скафандра его приходится поддерживать принудительно, в рамках от 180 до 300 мм рт. ст. Для сравнения: на вершине Эвереста – около 250 мм рт. ст., а нормальное составляет 760 мм рт. ст. Дышать в условиях такого низкого давления катастрофически тяжело, поэтому в открытом космосе для дыхания подают не воздух, а чистый кислород. Система жизнеобеспечения скафандра отвечает и за углекислый газ, вернее, за его утилизацию. Выдыхаемый воздух проходит через угольный фильтр, поглощающий запахи, а затем через гидроксид лития, который удерживает СО₂.