Yaşam destek sistemi

Uzay giysileri insanların uzayda kalmasını sağlar

Bir yaşam destek sistemi atıfta için teknolojilerin veya teknoloji kombinasyonları etkinleştirmek canlıları kendi yaşam aslında mümkün değildir hangi ortamlarda hayatta kalmak için. Yaşam biçimine bağlı olarak, farklı yerlerde, örneğin uzaydaki veya derin denizdeki insanlarla ilgili olarak yaşam destek sistemlerine ihtiyaç vardır . Yeryüzünde biyosfer , canlıların yaşam destek sistemini temsil eder .

işlevsellik

Çevre koşullarına ve kullanım süresine bağlı olarak hayatta kalmak için farklı sistemler gereklidir. Bir dalgıcın basınçlı hava silindiri ve dalgıç giysisi halihazırda bir yaşam destek sistemi olarak tanımlanabilirken, daha kapsamlı, daha konforlu veya daha uzun süreli sistemler için daha fazla alan ve enerji gerekir, bu da sabit bir bina veya bir araç ( uzay gemisi) anlamına gelir. , denizaltı ) gereklidir.

Yaşam destek sistemlerinin temel işlevleri arasında solunum gazı , iklimlendirme ve su beslemesinin yanı sıra dolaylı olarak (sistemleri sağladığından beri) enerji beslemesi yer alır . Uzay veya derin deniz gibi aşırı koşullar altında, zararlı radyasyona veya dış basınca karşı korumanın yanı sıra yangın algılama ve mücadele de dahildir. Şimdiye kadar yalnızca depolama yoluyla sağlandığından, yiyecek tedariki her zaman doğrudan bir yaşam destek sisteminin görevlerinin bir parçası olarak sayılmaz. Rus uzay teknolojisi söz konusu olduğunda, bu dahil edilirken, NASA daha çok mürettebat sistemlerinden veya mürettebat yerleşim sistemlerinden söz ediyor . Bununla birlikte, yaşam destek sistemlerine gelecekteki ve uzun vadeli bağımlılık durumunda, gıda tedarikinin dahil edilmesi de gereklidir. Biosphere 2 ve diğer benzer projelerin bir parçası olarak böyle bir sistemin simülasyonu buna bir örnektir .

İnsanlar için bu, dinlenme halindeki veya hafif aktivitede bulunan kişi başına günde yaklaşık 800 g oksijen, 2,5 litre içme suyu ve 700 g yiyecek ve konfora ve sisteme bağlı olarak hijyen için 1 ila 5 litre su anlamına gelir. klima ve malzemeler için gereksinimler ve buna karşılık gelen miktarda enerji sağlanmalıdır. Bu değerler çalışma ve kullanım koşullarına bağlı olarak artar. Süre ve kişi sayısı arttıkça gerekli stoklar ve atık miktarları arttığı için, açıktan kapalı sistemlere geçişi tanımlayan kapalı çevrimlerde rejenerasyon ve işleme önem kazanıyor . Bu, ilgili sarf malzemelerinin çoğunlukla çok aşamalı mekanik, fiziksel veya kimyasal işlemlerle atık ürünlerden geri kazanıldığı anlamına gelir. Bununla birlikte, çalışma koşullarına ve mevcut hammaddelere bağlı olarak, doğrudan bir sentez (denizaltılarda deniz suyundan oksijen ve suyun çıkarılması gibi) da mümkündür. Karşılık gelen başlangıç ​​malzemeleri ve ortaya çıkan atık malzemeler depolanmalı, dağıtılmalı, yeniden oluşturulmalı veya bertaraf edilmeli ve bunun için bir yaşam destek sisteminin yapımında uygun ekipman sağlanmalıdır. Bu, örneğin buzdolapları, tanklar, borular, pompalar, ölçüm ve izleme teknolojisi gerektirir.

Solunum gazı ve klima

İnsanların hayatta kalmasını sağlamak için solunabilir gaz (yani hava) temini sağlanmalıdır. Bunu yapmak için, havada olabildiğince kirletici olmamalı ve belirli parametrelere uymalıdır. ISS'de, örneğin toplam 97,9 ila 102,7  kPa basınç , 19,5 ila 23,1 kPa arasında bir oksijen kısmi basıncı , 80 kPa'dan düşük bir nitrojen kısmi basıncı ve 1 kPa'dan daha düşük bir karbondioksit kısmi basıncı kabul edilebilir olarak kabul edilir. ISS'deki hava sıcaklığı 18,3 ile 26,7 ° C arasındadır (ayarlanabilir). Klima , bir yandan mikrop büyümesini ve küf oluşumunu, diğer yandan çok kuru havayı (kıvılcım riski) önlemek için% 25 ila 75 arasında bir nem ve 0,05 ila 1,0 m / s arasında sabit bir hava hareketi sağlar. . Burada genellikle soğutucu akışkanlı (örn. Amonyak veya freon) geleneksel klima sistemleri kullanılır. Havanın nemini almak için yoğuşmalı ısı eşanjörleri kullanılır. Yeniden kullanılabilir zeolitler veya katı aminler , karbondioksiti bağlamak için kullanılır ve lityum hidroksit, uzay giysilerinde de kullanılır. Oksijen üretimi genellikle suyun elektrolizi ve kısmen Sabatier reaksiyonu ve ardından metan - piroliz yoluyla karbondioksitten geri kazanılmasıyla yapılır . Yedek olarak veya kısa süreli kullanım için, oksijen vermek için sıkıştırılmış oksijen veya kimyasal reaksiyonlar da kullanılır. Kirleticiler, kütle spektrometreleri ve gaz kromatografisi gibi uygun ölçüm yöntemleri kullanılarak sürekli olarak izlenir ve moleküler elekler, aktif karbon veya lityum hidroksit kullanılarak filtrelenir. Denizaltılarda da benzer değerler geçerlidir ve bazen benzer süreçler kullanılır.

Su arıtma

İçme suyu üretimi için olduğu kadar teknik kullanıma yönelik su üretimi için de (deneyler, yakıt hücreleri , hijyen ... gibi) ihtiyaca göre farklı sistemler kullanılmaktadır. Denizaltılarda, deniz suyunun tuzdan arındırılmasıyla içme suyu doğrudan çevredeki alandan elde edilebilir . Uzay istasyonlarında, kabin havasındaki suyu yoğuşma yoluyla , atık suyu (hijyen, deneyler ...) ve uzay yolcularının idrarını çekip çıkaran geri dönüşüm sistemleri kullanılmaktadır . İlgili su arıtma sistemleri ( örn. Sorpsiyon veya iyon değiştiriciler ) ve ek koruyucular (örn. İyot veya gümüş oksit ) proses suyu ve yoğuşma suyu için kullanılır . İdrar yeniden işlenmesi için özel exist alan tuvaletler sadece bu gibi agresif kimyasallarla ozon ve sülfürik asit , bir amonyak oluşumu ile bastırmak (koku) ve daha sonra idrar damıtma suyu dönüştürmek.

Mürettebat Sistemleri

Yaşam destek sisteminin bu bölümü, işle ve insanların veya canlıların refahıyla doğrudan ilgili olan her şeyi içerir. Bu, özellikle yaşam destek sistemlerine uzun süreli bağımlılık durumunda gereklidir. Bu, kişisel hijyen , yiyecek tedariki, hazırlama ve depolama, atık işleme, tıbbi bakım (buna spor malzemeleri de dahildir), giyim ve daha fazlasını içerir. Yiyecek söz konusu olduğunda, gıdanın raf ömrüne ve vitamin ve mineral gibi tüm temel maddelerin sağlanmasına dikkat edilmelidir . Yiyecekleri uzayda temin ederken, ağırlıksızlık (soluma riski ve filtrelerde ve cihazlarda birikme riski) nedeniyle, her türlü toz halindeki maddelerden (şeker, tuz ...) ve ufalanan gıdalardan kaçınılmalıdır.

Yaşam destek sistemleri örnekleri

Bireysel kanıt

  1. Heinz Mielke; sözlük alanı araştırmasını transpress; VLN 162-925 / 123/86
  2. a b c Willi Hallmann, Wilfried Ley ve Klaus Wittmann; Uzay Teknolojisi El Kitabı; Mayıs ISBN 978-3-446-41185-2