Новости проектов освоения дальнего космоса

[Vadims]

артемии ещё можно выращивать кормя одноклеточными водорослями.

Можно то оно всё можно, но надо иметь ввиду что лишнее звено в пищевой цепи это большие потери энергоэффективности.

[crazy_terraformer]

Чистый CO2 можно сбросить за борт, но можно уменьшить запас взятого кислорода, извлекая его из CO2.

Но как - единственный известный процесс фотосинтез....катати ежели мине память не изменяет т кислород регенерируют не гидрооксидом лития а пероксидами и над пероксидами натрия и калия....естественно процесс не замкнутый

http://www.imbp.ru/webpages/win1251/Science/UchSov/Docl/2008/Sinjak_speach.html

В состав СЖО на борту кораблей "Восток" и "Восход" для удаления диоксида углерода и очистки атмосферы входило устройство с использованием надперекиси калия и активированных углей. В корабле "Союз" для этих целей дополнительно применялся гидроксид лития. Обеспечение кислородом основано на использовании надперекиси калия и запасов кислорода и воздуха в баллонах под высоким давлением.

Системы жизнеобеспечения на американских космических кораблях "Меркурий", "Джемини", "Аполлон" " и "Шаттл" отличались от СЖО на советских космических летательных аппаратах. Так, диоксид углерода удалялся с помощью гидроксида лития.

Относительно регенерации кислорода, для Земли естественный вариант фотосинтез, но для полётов в космос содержание массы растений для этого менее эффективно, чем использование солнечных батарей и химических реакторов.
http://www.physiologynorma.ru/sistemy-zhizneobespecheniya-kosmicheskix-korablej-i-skafandrov/sistemy-regeneracii-kisloroda/

По мере увеличения длительности космических полетов и понижения весовых нагрузок, связанных с электроснабжением, становится необходимым регенерировать кислород из углекислого газа и воды. Теоретически минимальные потребности в энергии для регенерации кислорода из углекислого газа составляют 3,42 квт · ч на 1 кг восстановленного кислорода. Если регенерация обеспечивается энергией от системы, использующей в качестве источника энергии запасенные химические вещества, то удельный расход топлива должен быть меньше 1,43 кг/квт · ч, чтобы масса генерируемого кислорода превосходила массу расходуемого топлива. Ни одна из систем, применяемых в космических кораблях, не имеет такого малого расхода топлива. Следовательно, регенерация кислорода из углекислого газа может быть оправдана только в том случае, если в качестве источника энергоснабжения будет использоваться солнечная или ядерная энергия.

Было проведено изучение водорослей для удаления углекислого газа, генерации кислорода и использования их в пищу. Опыты показали, что требования к весу и потребляемой электроэнергии исключают водоросли из соревнования с неорганическими регенерирующими системами. Применение такой системы в длительных полетах представляется сомнительным из-за, сложности поддержания равновесия массы водорослей. Их будет образовываться больше, чем необходимо для питания членов экипажа, даже в случае пригодности в качестве пищи. Кроме того, для роста водорослей, помимо углекислого газа нужны питательные вещества.

Среди изучаемых систем регенерации кислорода следует назвать систему Сабатье с пиролизом метана и без него, систему Боша, электролиз с твердыми электролитами и электролиз с расплавленным карбонатом.

[crazy_terraformer]

Электролиз воды<->реакция Сабатье->пиролиз метана

Что опять ? Вы видели полный цикл электролиза воды + поглощение углекислого газа и саму установку ? Такие есть на атомных подлодках, а на дизельных нет - энергии не хватает. Где, для начала, возьмём прорву энергии ?

Полагаю CO2 они сбрасывают за борт.
Часть энергии можно брать либо от ядерного реактора, либо от солнечных батарей + аккумуляторы и топливные элементы (на период попадания в тень планеты).

Так надо замыкать цикл, иначе далеко не улетишь. Тогда и запасов кислорода и гидроксида лития можно брать меньше.

Чтобы реализовать полный цикл, это гора оборудования надо. И то: на МКС, какбы места хватает, и всякие ухищрения по регенерации, однако и там не всё так гладко: постоянно возят разные запасы газов и воды, нормальных таких масс.
Только не надо говорить, что это, мол, дешево на орбиту поставлять, типа как пиццу заказать.
И еще: кислорода, да и всех остальных веществ, хоть так, хоть эдак придется брать очень много. Потому как оно только в формулах 100% результат реакций и всё красиво выглядит.
Это еще речь не шла о запасах еды, которых тоже надо брать очень много. Салатик из теплицы (если представить, что она там будет) не поможет, во-первых очень мало, а во-вторых от одного салата и на Земле можно откинуть коньки.

http://www.imbp.ru/webpages/win1251/Science/UchSov/Docl/2008/Sinjak_speach.html

Основываясь на нормах потребления основных компонентов СЖО, полученных в результате многолетней практики длительных орбитальных полетов на станциях типа "САЛЮТ", "МИР" и "МКС" ( кислород - 0,96 кг/чел.сут., питьевая вода - 2,5 кг/чел.сут., пища - 1,75 кг/чел.сут. и т.д.), легко подсчитать, что необходимая масса запасов для экипажа, состоящего из 6 - и человек в условиях 500-суточного полета без учета массы тары и систем хранения составило бы величину более 58 тонн (табл.). В случае использования систем жизнеобеспечения, основанных на запасах расходных материалов, понадобится создание систем хранения продуктов жизнедеятельности космонавтов: фекалий, мочи, конденсата атмосферной влаги, использованных санитарно-гигиенических и кухонных вод и т.д.

Данные, помещенные в табл., свидетельствуют о том, что системы жизнеобеспечения на основе запасов практически исключают реализацию длительных экспедиций. Габаритно-массовые ограничения могут быть преодолены за счет применения регенерационных систем жизнеобеспечения.

[Vadims]

( кислород - 0,96 кг/чел.сут., питьевая вода - 2,5 кг/чел.сут., пища - 1,75 кг/чел.сут. и т.д.), легко подсчитать, что необходимая масса запасов для экипажа, состоящего из 6 - и человек в условиях 500-суточного полета без учета массы тары и систем хранения составило бы величину более 58 тонн

Не знаю как они считали, но все можно сделать гораздо экономичнее.

Воду можно рециклировать, поэтому ее в расчет не берем. Посчитаем только еду и кислород.

Едят космонавты столько:

Американские космонавты получают в своем рационе 2800—3200 ккал на человека в день. Советские космонавты получают приблизительно такое же количество продуктов
http://astronaut.ru/bookcase/books/sharp01/text/38.htm?reload_coolmenus

Возьмем по минимуму, 2800 ккал. Концентрированной пищи, где есть все необходимое в оптимальном соотношении и нет ничего лишнего, понадобится 607 г/сут (для примера такой пищи для расчета взята сухая смесь Нутризон).

Энергетический эквивалент кислорода в питании - 4.8 ккал/литр. http://www.fao.org/docrep/MEETING/004/M2758E/M2758E00.HTM То есть литр кислорода (1.43 г) требуется на 4.8 ккал пищи, значит нам его понадобится 2800/4.8*1.43= 834 г/сут.

Таким образом, суточный запас на 6 человек будет 607+834*6= 8.646 кг. На 500 суток - всего 4.3 тонны нетто, а не 58 тонн.

[crazy_terraformer]

Без воды получается по таблице 8,130 тонны на 6 человек на 500 суток. Порядок тот же. Если вода рециклируется без потерь, то её надо 101,34 кг, плюс ещё больше образуется из пищи в результате окисления кислородом.
 

[Vadims]

плюс ещё будет образовываться из пищи при окислении кислородом.

Да, ~300 мл метаболической воды в день с тушки. То есть 6 человек будут генерить 1.8 литров лишней воды в день, и ее придется или складировать, или выбрасывать за борт, если не нужна.

[Vadims]

WSJ: администрация Трампа может сделать приоритетом вывод на орбиту космической станции

Как пишет издание, администрация президента США может сосредоточиться на задачах, которые реально выполнить за четыре года полномочий главы государства

НЬЮ-ЙОРК, 6 февраля. /Корр. ТАСС Алексей Качалин/. Администрация президента США Дональда Трампа, скорее всего, сосредоточится на реальных задачах в освоении космического пространства, которые легко выполнить за четыре года полномочий главы государства. Это может быть полет на орбиту Луны к 2020 году или же вывод на земную орбиту собственной космической станции. Об этом сообщила в воскресенье газета The Wall Street Journal.

Она постаралась суммировать беседы с представителями аэрокосмического комплекса США и содержание докладных записок, направленных за последний месяц на рассмотрение в Белый дом. Логически рассуждая, все сходится на том, что упор на частный сектор будет сохранен в будущей программе освоения космического пространства, которая сейчас обретает приблизительные очертания и придет на смену детищу администрации Барака Обамы.

По сведениям газеты, советники Трампа, курирующие Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), на время ознакомления с делами "заморозили" все решения и действия до формирования совета по делам космоса под руководством вице-президента Майкла Пенса. Пока этого не произошло, идут главным образом подковерные политические маневры. При этом общее понимание направления работы в предстоящие четыре года есть.

Как пояснила газета, целесообразно сосредоточить внимание на проектах, реализация которых поможет команде Трампа снискать широкую поддержку среди населения США. Для этого такие проекты должны быть сравнительно экономичными, легко осуществимыми и по срокам укладываться в первое четырехлетие президентства республиканца.

По оценке издания, ассигнования NASA, составляющие сейчас в среднем $19 млрд в год, повышаться не будут. Поэтому космическому ведомству с его около 17 тыс. сотрудников в ближайшее десятилетие придется довольствоваться тем минимумом, который есть.

http://tass.ru/kosmos/3998403

[Vadims]

Италия вложит €40 млн в совместный с РФ проект по имитации космических полетов

В рамках эксперимента Италия намерена сотрудничать в области медико-биологических проблем, фармокологиии и технологических решений

МОСКВА, 6 февраля. /ТАСС/. Консорциум итальянских университетов и предприятий намерен вложить €40 млн в совместный с Россией эксперимент по имитации нескольких пилотируемых полетов на другие планеты. Об этом сообщил менеджер российско-итальянского проекта со стороны Италии Сауро Аддитати.

"Полный бюджет для объединения (предприятий и вузов - прим. ТАСС) этой страны составляют из €40 млн", - сказал он сказал он на совместном российско-итальянском совещании в Москве.

По его словам, Италия намерена сотрудничать в рамках эксперимента по четырем направлениям в области медико-биологических проблем, фармокологиии и технологических решений.

"На основе общего технологического ноу-хау нам удается развивать новые технологии, которые будут применяться не только для научных целей в космическом полете, но и найдут применение для коммерческих целей", - сказал он.

Как сообщили ранее Институте медико-биологических проблем (ИМБП) РАН (организатор эксперимента), в итальянский научно-промышленный консорциум вошли более 20 промышленных компаний и университетов. Он займется отбором наиболее интересных исследований, которые могут быть включены в программу изоляции.

Ранее ИМБП и NASA договорились провести серию совместных изоляционных экспериментов для изучения психологии и работоспособности человека в длительных космических полетах. Эксперименты будут проходить в Наземном экспериментальном комплексе ИМБП РАН с 2017-го по 2021 год.

С 1967 года в ИМБП было проведено несколько подобных десятков экспериментов, самые известные из них - "Год в звездолете" (1967-1968 годы), HUBES (1994 год), EKOPSY (1995 год), SFINCSS (2000 год), "Марс-500" (2007-2011 годы). Последний имитировал полет к Красной планете, он продлился 520 суток. Для него был создан специальный наземный комплекс.

В октябре-ноябре 2015 года в Москве также прошел девятисуточный эксперимент "Луна-2015" с изоляцией шести девушек в герметичном наземном комплексе. Участницы исполняли роль команды лунного корабля.

http://tass.ru/kosmos/3998708

[crazy_terraformer]

плюс ещё будет образовываться из пищи при окислении кислородом.

Да, ~300 мл метаболической воды в день с тушки. То есть 6 человек будут генерить 1.8 литров лишней воды в день, и ее придется или складировать, или выбрасывать за борт, если не нужна.

Можно из лишней кислород получать, а водород выбрасывать.
Как на Мире и МКС.
Почитайте первые две ссылки, системы замыкания циклов продолжают разрабатываться, потому что это выгодно для длительных полётов.
http://niichimmash.ru/press/publications/regeneratsiya-vody-i-atmosfery-na-kosmicheskoy-stantsii-opyt-orbitalnykh-stantsiy-salyut-mir-i-mks-p/

http://www.niichimash.ru/public/reg-sys.php

http://www.rosbalt.ru/main/2011/04/22/842144.html

На борту МКС существуют три штатных системы обеспечения космонавтов кислородом - "Электрон-ВМ", который вырабатывает кислород из воды, генератор на твердотопливном веществе и кислородные баллоны в российском и американском сегментах.

http://studopedia.info/2-65114.html

Массозатраты при доставке 1 кг воды составляют с учетом массы тары - 1,25 кг/л H2O; при доставке кислорода - 2,8 кг/кг O2 и 2,1 кг/кг СО2 при доставке расходуемых материалов для очистки атмосферы от СО2 нерегенерируемыми поглотителями. В процессе эксплуатации станции "Мир" за счет работы систем регенерации получена экономия массы доставляемых грузов 58650 кг. Следует также отметить уникально малые затраты энергии особенно в системах регенерации воды типа СРВ-К и СРВ-СГ: 2 Втч/л воды и 8 Втч/л воды соответственно.

[Kaiserfrogling]

Не буду говорить про технологии будущего, но на данный момент углеродный цикл замкнуть более-менее удалось.
А вот с азотным беда - при термической регенерации отходов жизнедеятельности азот переходит в молекулярную форму, и чтобы вернуть его в цикл нужна установка имени Габера.

[Dem]

и чтобы вернуть его в цикл нужна установка имени Габера.

Так в чём проблема? Она кстати и при низких температуре-давлении работает, просто скорость реакции не очень.

[crazy_terraformer]

Возможно проще будет процесс Биркеланда-Эйде. Азот окисляется кислородом воздуха в вольтовой дуге, а оксиды потом растворяются в воде. Катализатора, высокой температуры и давления не надо.
На тонну азотной кислоты уходит около 15 MВт·ч  электричества.
Процесс Габера: средний расход электрической энергии на производство 1 т аммиака составляет 3,2 МВт·ч.
Получается надо где-то в 5 раз больше солнечных батарей.

[LV46]

С вашими расчетами экипаж и без всякой радиации вымрет.

[crazy_terraformer]

С вашими расчетами экипаж и без всякой радиации вымрет.

Отвлёкся, бывает. Очепятка.

[LV46]

С вашими расчетами экипаж и без всякой радиации вымрет.

Отвлёкся, бывает. Очепятка.

Это не конкретно на тот пост было послание   

[LV46]

Гораздо целесообразней обеспечить космонавтов необходимыми количествами еды, воды, кислорода и минимальной системой регенерации.
И послать второй беспилотный грузовой корабль полностью набитый этими самыми регенерационными системами (стационарными для микробазы на Марсе, они там и останутся), едой и всем необходимым на следующие 500 дней.
К тому же на пилотируемом корабле освободится место для радиационной защиты. Вот это более реальный вариант, а не морить голодом космонавтов и заставлять пить сами знаете что.

Да и не влезет всё, что здесь предлагают на один корабль.

[crazy_terraformer]

Какие ваши доказательства, что не влезет?
"Электрон-ВМ" влез в МКС.
Процесс Габера не влезет,так как он наиболее сложный и требующий тяжёлого оборудования, поэтому его следует исключить, а вместо него использовать процесс Биркеланд-Эйде.

[crazy_terraformer]

и заставлять пить сами знаете что.

Существует множество способов очистки: фильтрация, сублимация в вакууме с откачкой и конденсацией паров, электролиз с последующим окислением водорода кислородом и т.д.
Конечно глупо экономить на еде, воздухе и воде, если можно взять с собой, но при дальних полётах придётся использовать хотя бы рециркуляцию кислорода и воды.

[mbrane]

.

Так в чём проблема? Она кстати и при низких температуре-давлении работает, просто скорость реакции не очень.

низкая означает никакая ...Поэтому все реактора на азотных заводах работают при огромных давлениях...и ичтекающий нюанс реакция с понижением давления поэтому равновесию смещается в сторону аммиака при росте давления...

Но возможен и  электрический разряд в водно-воздушной атмосфере - можно еще угле кислоты добавить... а потом скормить это каким-нить бактериям

ЗЫ

А смотрю терраформер эту идею уже высказал...Вот только небудет ли износпри разряде  немерянным ...такой нюанс спорный 

[mbrane]

Да ладно, знакомые спортсмены постоянно кушают белковые смеси, пока только растут мышечно ))) Наверняка в них все 90%

больные люди...все одержимые люди - больны...хотя и существуют пути катоблизма протеинов, углеводы - особенно в форме глюкозы - просто жизненно необходимы  для мозговой деятельности , и холестерин жизненно необходим...Белковая диета - это впервую очередь огромная нагрузка на почки , которые будут работать на износ выводя лишний азот