Вода в космосе
Новые наблюдения избранных областей нашей Галактики показали, что содержание воды выше, чем ожидали. Из новых измерений следует, что вода находится на третьем месте по распространённости среди всех молекул и даёт астрономам возможность исследовать содержание элементов в областях, где образуются новые планетарные системы.
С помощью Инфракрасной Космической Обсерватории (European Space Agency) испанские и итальянские астрономы впервые измерили содержание воды в холодных областях нашей Галактики. Особенно интересно то, что в этих областях образуются звёзды типа Солнца, а около некоторых из них могут образоваться планеты. Средняя температура в этих холодных областях минус 263 градуса по Цельсию (всего лишь на 10° выше абсолютного нуля). Эти области называются "спокойными" или "холодными" облаками, так как в них не образуются массивные звёзды, а значит и нет сильного внутреннего источника тепла. Таких облаков в нашей Галактике около миллиона.
Учёные также определили, сколько воды находится в газовой фазе, а сколько - в виде льда. Это важно для изучения процесса образования планетарных систем, так как пары воды и лёд есть в газовых планетах, в планетарных атмосферах и в твёрдых телах типа комет. Результаты раблты будут опубликованы в одном из ближайших выпусков журнала Astrophysical Journal Letters.
При температурах, характерных для холодных облаков, трудно обнаружить пары воды, так как они излучают слишком слабо, стобы быть обнаруженными современными телескопами. С другой стороны, вода в жидкой форме не существует в космосе из-за слишком неподходящих условий по температуре и давлению. Таким образом, до недавнего времени в холодных облаках был обнаружен только лёд. Но астрономы знают, что пары воды также должны быть в холодных облаках, даже если и в малом количестве. Чтобы оценить полное содержание воды в холодных облаках и относительное содержание по сравнению с другими молекулами, необходимы измерения паров воды.
"Можно ожидать, что в холодных областях вода должна быть в виде льда, так как водяные пары конденсируются на холодных пылинках," - объясняет итальянский астроном Andrea Moneti. В тёплых областях, наоборот, звезда нагревает окружающую среду и лёд испаряется с пылинок. Таким образом, правило такое: чем холоднее облако, тем меньше в нём паров воды."
Чтобы исследоать пары воды в холодных облаках, группа учёных применила следующую стратегию. Известно, что если свет от удалённого объекта проходит через пары воды на своём пути к Земле, то пары воды оставят свой "отпечаток" на этом свете, а именно, в спектре пришедшего излучения появятся линии или полосы поглощения. Таким образом учёные и обнаружили пары воды в холодных облаках, что дало возможность определить полное содержание воды (пары + лёд).
Оказалось, что в холодных облаках так же много воды (пары + лёд), как и в областях активного звездообразования. А самый главный результат заключается в том, что после молекулярного водорода и окиси углерода, вода - самая распространённая молекула. Например, в одном из холодных облаков с массой в тысячу масс Солнца, количество воды (пары + лёд) эквивалентно сотне масс Юпитера.
Учёные также нашли, что в холодных облаках 99 процентов воды представляет собой лёд, сконденсировавшийся на холодных пылинках, и только 1 процент - в газовой форме. Эти результаты помогут понять роль воды в образовании планет и комет.
Ученым удалось выяснить, что содержание воды в нашей Галактике гораздо выше, чем считалось ранее.
Новые измерения показали, что вода занимает третье место среди самых распространенных молекул во вселенной, что в свою очередь дало возможность астрономам произвести расчет содержания элементов в ранее недосягаемых и областях образования новых планетарных систем.
В холодных частях нашей Галактики содержание воды в космосе, было впервые измерено при помощи Инфракрасной Космической Обсерватории, испанскими и итальянскими астрономами. Особо примечателен тот факт, что именно в этих областях образуются звезды по типу схожие с Солнцем, а некоторые из них образуют настоящие системы с несколькими планетами. Средняя температура этих областей лишь на десять градусов выше абсолютного нуля (263 градуса по Цельсию). Такие области называют холодными облаками, потому как в них не массивных звезд, а стало быть, и нет мощного источника тепла. В галактике насчитывается более миллиона подобных облаков.
Также ученым удалось определить, какое количество воды находится в виде газа, а какое в виде льда. Эта информация крайне важна для изучения процесса формирования планетарных систем, потому как лёд и пары воды встречаются в газовых планетах, в атмосферах планет и
В температурных условиях холодных облаков, пары воды обнаружить крайне трудно, т.к. они практически не испускают излучения и не могут быть обнаружены нынешним поколением телескопов. Вдобавок к этому вода в космосе не может существовать в жидкой форме из-за низкой температуры и высокого давления. Поэтому до сих пор в космосе можно было обнаружить только лед. Однако астрономам известно, что пары воды также имеются и в холодных облаках, хоть и в сравнительно небольшом количестве. Для того чтобы грамотно оценить содержание воды в таких местах, необходимо измерить и содержание воды в виде пара.
Для измерения количества паров воды в холодных облаках, ученые решили применить следующую стратегию. Если брать во внимание тот факт, что свет, проходящий через пары воды должен оставить своеобразный «отпечаток» на всем световом потоке, а точнее спектры излучения приносят с собой полосы поглощения. Именно так ученым и удалось обнаружить пары в воды в этих облаках, а заодно и точное содержание воды.
Как оказалось, в холодных облаках воды практически столько же, сколько и в местах активного образования звезд. Самым главным из всей этой информации является то, что после окиси углерода и молекулярного водорода, вода является самой распространенной молекулой. К примеру содержание воды в одном из холодных облаков, массой в тысячу Солнц, количество воды в виде пара и льда соответствует тысяче масс юпитера.
Также ученые определили, что вода в космосе существует преимущественно в виде льда (99 процентов) осевшем в виде конденсата на холодных пылинках, оставшийся процент приходится на газ. Благодаря этим результатам можно окончательно выяснить роль воды в образовании планет.
До сих пор Водогалерея путешествовала только по Земле. Но почему бы не рвануть автостопом по галактике, выясняя, как обстоят дела с водой в самых дальних уголках Вселенной? Пристегните ремни и, как говорил Гагарин, поехали!
1. МКС. Начнем, пожалуй, с ближнего космоса, точнее с Международной космической станции. Постоянные упоминания о переработке вторсырья и плоды воображения фантастов могут заставить думать, что система полной рециркуляции воды была у космонавтов всегда. А на самом деле, она введена только в 2008 году. До этого космонавты везли воду на орбиту с Земли, а отходы жизнедеятельности сбрасывали в космос. На космических станциях «Мир» и «Салют» воду могли конденсировать из воздуха. Имел место и обратный процесс - получение воздуха путем электролиза.
Сегодня с МКС не пропадает ни одной лишней капли. Абсолютно вся влага, включая даже конденсат от дыхания, попадает в систему рециркуляции. Конечно, если об этом постоянно задумываться, пить такую воду может быть несколько некомфортно. Однако факты говорят о том, что подобная вода намного чище той, которую пьет большинство жителей Земли. Как шутят сами космонавты: «Мы просто превращаем вчерашний кофе в завтрашний».
2. Луна. С орбиты переместимся к нашему ближайшему «соседу» - Луне. Еще древние греки, глядя на лунные кратеры, выдвигали гипотезы о том, что это следы когда-то высохших морей и океанов. Гипотеза не подтвердилась, и до недавних пор Луну вообще считали чуть ли не самым сухим местом Солнечной системы. Но потом выяснилось, что вода на нашем спутнике все же есть, и ее немало.
Ученые выделяют три типа «лунной» воды - чистый лед, смесь льда и грязи, и тонкий слой на поверхности, который то исчезает, то вновь появляется. Наибольшее значение для будущих колонизаторов Луны имеют кратеры. Причина проста - туда не попадает солнечный свет, и вода оттуда не испаряется. К примеру, известные запасы влаги в ледниках лунного северного полюса - 600 миллионов тонн. И это весьма важно, ведь добывая воду прямо на месте, лунные первопроходцы сэкономят и силы, и время, и место на космических грузовиках. А значит, на Луну мы махнем налегке!
3. Кометы и астероиды. Прежде чем говорить о воде в так называемых «блуждающих» небесных телах, давайте разберемся в их различиях. Комета состоит из пыли, газа и жидкости, а астероид - преимущественно из твердых материалов, но миллиарды лет назад процент воды в них был гораздо выше. Существует весьма распространенная теория о том, что вода за Землю попала во времена, когда на ней еще не было атмосферы. Тогда космическая бомбардировка нашей планеты была обычным делом и жидкость с падающих комет и астероидов постепенно наполнила земные моря и океаны.
Однако вода на Земле и в большинстве исследованных комет - разная. Не по составу растворенных в ней веществ, а на молекулярном уровне. Вода с кометы это не совсем привычная для нас H2O, место водорода в ней занимает его «тяжелый» изотоп дейтерий. Такой, например, оказалась вода внутри открытой и исследованной совсем недавно комете Чурюмова-Герасименко. Да и из остальных изученных комет проверку на соответствие воды прошли всего шесть.
Разгадка оказалась проста - основными «поставщиками» хвостатых небесных тел в Солнечную систему являются два космических объекта: пояс Койпера и облако Оорта. Условия там разные, поэтому и состав жидкости в них отличается. В кометах с первого содержится вода, максимально схожая по составу с земной, а вот со второго прилетают только образцы с дейтерием.
4. Венера. Ситуация с водой на этой планете полна парадоксов. Средняя температура на поверхности Утренней звезды составляет 467 градусов, а атмосфера почти полностью состоит из углекислого газа. Для сравнения - в атмосфере Земли его всего около 0,04% и это уже влияет на глобальное потепление климата. Объем воды на Венере примерно в 50 тысяч раз меньше земного, но даже будь эти цифры идентичными, влага бы все равно испарилась. Гигантские облака водяного пара держали бы излишки тепла в атмосфере, и планета, на которой и так, мягко говоря, жарковато, превратилась бы в адское пекло с температурой более 1000 градусов и давлением в 350 бар (ровно в 350 раз больше земного).
Но теоретически с помощью терраформирования из Венеры можно сделать настоящую планету-курорт с теплым и влажным климатом. Нужно «всего-навсего» поставить между ней и Солнцем громадный защитный экран, отводящий излишки тепла. А потом нанести массированный удар по ее поверхности гигантскими глыбами льда. Это раскрутит Утреннюю звезду до нужной скорости и доставит на нее необходимую воду. Что ж, будем надеяться, что эти смелые планы когда-нибудь осуществятся.
5. Марс. Античные философы не зря противопоставляли Марс и Венеру. Ведь в отличие от жары на Венере, температура на Красной планете не превышает 20 градусов на экваторе. Средние же показатели - около минус 50 градусов. Благодаря современным исследованиям, со стопроцентной точностью известно - вода на Красной планете есть. И можно сказать, что в пропорциональном соотношении ее объем всего в 2-3 раза меньше земного. Конечно, моря и океаны плескались среди марсианских пейзажей очень давно - 3,5-1 миллиардов лет назад. Сейчас основной объем влаги сосредоточен на полюсах по аналогии с нашими Арктикой и Антарктидой. Также немалые запасы воды найдены в марсианской вечной мерзлоте, называемой криосферой. Ее толщина насчитывает от нескольких десятков до нескольких сотен метров. А под ней, вполне возможно, скрываются гигантские озера с соленой водой.
6. Европа. Речь, конечно, не о земном континенте, а о спутнике планеты-гиганта Юпитера. Сами планеты-гиганты состоят в основном из газа и пыли, что делает их малопривлекательным в плане поиска воды. А вот их небольшие спутники представляют интерес.
По сути, Европа, представляет собой один сплошной каток - вся ее довольно гладкая поверхность покрыта льдом. Толщина его колеблется от 10 до 30 км, а под этим панцирем располагается настоящий океан, глубиной в 100 км. Горные породы под слоем воды и металлическое ядро, внутри которого активно протекают тектонические процессы, не дают Европе промерзнуть окончательно. Также этому способствуют постоянные приливы и отливы. Получается, что океан, перемещаясь, нагревает сам себя. Именно благодаря наличию жидкой воды, на Европе вполне могут существовать живые организмы - пусть и микроскопические, но все же наши соседи по Вселенной.
7. Экзопланеты. Строго говоря, понятие «экзопланета» распространяется на любую планету, открытую вне Солнечной системы. Но нас интересуют только планеты с формулировкой «потенциально жизнепригодные», где, вполне возможно, плещется вода и теплится жизнь.
На сегодняшний день таких планет известно всего около двух десятков. Настоящий прорыв в этой области наука совершила, запустив в марте 2009 года на орбиту телескоп «Кеплер». И вот, спустя каких-то шесть лет, в январе 2015 года было объявлено о том, что найдена экзопланета, соответствующая земным параметрам на 90%. Потенциальный второй дом для человечества расположен в созвездии Лиры в 470 световых годах от солнца и носит название Kepler-438b. Планета расположена в так называемой зоне обитаемости. Это означает, что на ней с высокой вероятностью есть жидкая вода.
8. Протопланетные диски. Не пользуясь научным языком, можно сказать, что протопланетные диски - это «зародыши планет». Они представляют собой облака плотного газа, которые вращаются вокруг своей оси, постепенно сжимаясь и превращаясь в молодую планету. Появляются они вокруг недавно сформировавшихся, еще холодных звезд, и о наличии в них воды никто даже не догадывался, пока международная группа ученых под руководством голландца Михаила Хохерхейде не приступила к исследованиям с помощью орбитального телескопа «Herschel». Изучаемая область находится в созвездии Гидры, на расстоянии в 175 световых лет от Земли. По данным астрономов, объем воды (а точнее, льда) внутри такой протопланеты составляет 9 миллиардов тонн, что позволит наполнить несколько земных океанов.
9. Холодные облака. За этим красивым, почти поэтическим названием скрываются не менее живописные образования. Холодное облако представляет собой отдаленную область галактики, куда не добираются свет и тепло звезд. Вода здесь присутствует, в основном, в виде льда, осевшего на частицах мелкой космической пыли. Масса такого облака может равняться массе тысячи Солнц, а масса воды в ней - массе сотни Юпитеров. В нашей галактике таких областей около миллиона. Именно открытие холодных облаков позволило сделать вывод, что вода - третье по распространенности вещество во Вселенной. Температура внутри такого облака составляет примерно минус 263 градуса, что всего на 10 градусов ниже абсолютного нуля.
". Вероятно, потому, что основные разновидности воды на Земле мы уже рассмотрели. Но вот в других местах… О чём и поговорим сегодня: в гостях у нас космическая вода . Мы на неё, образно говоря, посмотрим и приценимся.
Космическая вода — это вода, которая есть в космосе. Итак, вода встречается не только на земле, но и в космосе. И, как оказывается, в больших количествах. Как это ни парадоксально звучит.
Посмотрим внимательнее. Где только не найти воду:
- ледяные шапки на полюсах Марса,
- полностью покрытые льдом спутники Юпитера, Сатурна и других планет,
- ледяные кольца вокруг Сатурна,
- пары воды в атмосфере Венеры,
- гигантские межгалактические облака-туманности, состоящие из льда и пара…
Кометы так же большей частью состоят из воды. А хвост комет — испаряющаяся вода и ряд других веществ под воздействием солнечного ветра. Эта информация в принципе известна из школьного курса физики. И, скорее всего, вы её знали, но забыли. Но подумайте: "А откуда вода попадает в кометы ? Как они вообще образуются?" Ведь кометы состоят не только из воды, а, как оказалось после полёта зонда Stardust к комете Вильда 2, из сложного композита скальных пород и льда.
Интересно, что Аристотель - могучий в своё время авторитет среди научного мира, задумываясь о природе комет, выдвинул гипотезу, что кометы имеют земное происхождение. Что они порождаются в атмосфере Земли и «висят» на сравнительно небольшой высоте, медленно проплывая по небу. Удивительно, что точка зрения Аристотеля господствовала около двух тысячелетий, и никакие попытки поколебать ее не давали положительного результата. Хотя некоторые ученые склонны были думать, что кометы все-таки приходят из каких-то далеких, неведомых нам глубин космического пространства. Только в конце XVI века идея Аристотеля была опровергнута.
Так же интересно, хоть и не по сути статьи, слово "Комета" произошло от греческого слова "волосатый". Как здесь не вспомнить Комет, который и микробы убивает 🙂
Есть предположение, что кометные ядра образовались в одно время со всей Солнечной системой и поэтому могут являть собой образцы того первичного вещества, из которого впоследствии образовались планеты и их спутники. В те времена на месте Земли и других планет были громадные скопления звёздной пыли, в том числе и паров-кристаллов воды. А уже из них и образовались ядра комет.
Но существуют и вулканические гипотезы происхождения ледяного ядра комет. И то, что они не безосновательны, показала исследовательская миссия спутника-зонда Кассини. Так, этим аппаратом при исследовании спутника Энцелад планеты Сатурн был зафиксирован гигантский фонтан пара и льда, который вырывается из глубин спутника на сотни километров . Интенсивность выброса воды — порядка 500 тонн в секунду. Выброшенный лёд формирует одно из колец Сатурна.
Активные струи с поверхности Энцелада формируют светлый расширяющийся выброс, который стал виден благодаря рассеиванию солнечного света среди мироскопических частиц льда. Ледяной выброс отчетливо заметен тогда, когда Солнце расположено за Энцеладом. Видимая поверхность освещена отраженным от Сатурна светом. Обзор получен в видимом спектре узкоугольной камерой 17 сентября 2008, Кассини в этот момент пролетал на расстоянии в 235 000 км от Энцелада:
Как оказалось, под поверхностью Энцелада существуют океаны воды в жидком состоянии (как полагают учёные, при температуре порядка 0 градусов Цельсия). И они выливаются в космос гигантскими гейзерами. Тщательно проанализировав все данные, собранные кораблем "Кассини" на спутнике Сатурна Энцеладе, исследователи пришли к выводу, что вода в подземном океане планеты на самом деле соленая . Это значит, что вероятность обнаружить жизнь на загадочной планете увеличилась.
Энцелад на следующем снимке показан напротив вечерней стороны Сатурна. Длинная выдержка при съемке отчетливо показала фонтаны южного полушария луны. (4 мая 2006, 2.1 млн. км от Энцелада).
Ранее исследователи считали, что содержание соли в инопланетной воде достаточно низкое. Однако, при более тщательном изучении капель инопланетной воды, выяснилось, что ее состав очень близок к составу океанической воды Земли. Эти большие запасы соленой воды находятся на глубине 80 км под поверхностью Энцелада. Как предполагают исследователи, вода с ледяного спутника поддерживается в жидком состоянии засчет магнитного напряжения, исходящего от Сатурна, а также высокой температуры ядра планеты. В таких относительно благоприятных условиях вполне могут существовать простейшие формы жизни.
Крошечные частицы льда, рассеянные в пространстве, легче всего увидеть в направлении на Солнце. Горы и долины видны по краю силуэта спутника:
Возможно, кометы образуются и из подобных инопланетных природных аномалий. И в этом случае они несут информацию не только о глубинах космоса, но и о возможной жизни на других планетах.
Итак, космическая вода не только бывает — но и попадает иногда на Землю.
И кто знает, что она с собой приносит?..
Вода - это жизнь. Этой мысли тысячи лет, а она до сих пор не утратила своей актуальности. С наступлением космической эры, значение воды лишь возросло, так как от воды в космосе зависит буквально все, начиная от работы самой космической станции и заканчивая выработкой кислорода. Первые космические полеты не имели замкнутой системы «водоснабжения». То есть, вся вода бралась на борт изначально, еще с Земли. Сегодня на МКС частично замкнутая система регенерации воды, и в этой статье вы узнаете подробности.
Откуда берется вода на МКС
Регенерация воды - это повторное получение воды. Отсюда нужно сделать самый главный вывод, что первоначально вода на МКС доставляется с Земли. Невозможно регенерировать воду, если изначально ее не доставить с Земли. Сам процесс регенерации снижает расходы на космические полеты, и делает систему МКС менее зависимой от наземных служб.
Вода, доставляемая с Земли используется на МКС многократно. Сейчас на МКС используется несколько способов регенерации воды:
- Конденсация влаги из воздуха;
- Очистка использованной воды;
- Переработка урины и твердых отходов;
На МКС установлена специальная аппаратура, которая конденсирует влагу из воздуха. Влага в воздухе - это естественно, она есть и в космосе и на Земле. В процессе жизнедеятельности космонавты могут выделять до 2,5 литров жидкости в сутки. Кроме этого, на МКС есть специальные фильтры, для очистки использованной воды. Но учитывая то, как моются космонавты , бытовой расход воды значительно отличается от земного. Переработка урины и твердых отходов - это новая разработка, примененная на МКС лишь с 2010-ого года.
На данный момент, для функционирования МКС требуется около 9000 литров воды в год. Это общая цифра, отражающая все расходы. Вода на МКС регенерируется примерно на 93%, поэтому объемы поставок воды на МКС существенно ниже. Но не стоит забывать, что с каждым полным циклом использования воды, ее общий объем уменьшается на 7%, что делает МКС зависимой от поставок с Земли.
С 29 мая 2009-ого количество членов экипажа возросло вдвое - с 3 до 6 человек. Вместе с этим возрос и расход воды, но современные технологии позволили увеличить численность космонавтов на МКС.
Регенерация воды в космосе
Когда речь заходит про космос, важно учитывать энергозатраты, или как их называют в профессиональной сфере - массозатраты, для производства воды. Первый полноценный аппарат регенерации воды появился на станции «Мир», и за все время существования он позволил «сэкономить» 58650 кг доставляемых грузов с Земли. Вспоминая, что доставка 1 кг груза стоит около 5-6 тысяч долларов США, первая полноценная система регенерации воды позволила снизить расходы примерно на 300 млн долларов США.
Современные российские системы регенерации воды - СРВ-К2М и Электрон-ВМ позволяют обеспечить космонавтов на МКС водой на 63%. Биохимический анализ показал, что регенерированная вода не утрачивает своих исходных свойств, и полностью пригодна для питья. В настоящий момент, российские ученые работают над созданием более замкнутой системы, что позволит обеспечить космонавтов водой на 95%. Существуют перспективы развития систем очистки, которые обеспечат на 100% замкнутый цикл.
Американская система регенерации воды - ECLSS, была разработана в 2008-ом году. Она позволяет не только собрать влагу из воздуха, но и регенерировать воду из мочи и твердых отходов. Несмотря на серьезные проблемы и частые поломки на протяжении первых двух лет эксплуатации, сегодня ECLSS позволяет восстановить 100% влаги из воздуха и 85% влаги из мочи и твердых отходов. В результате, на МКС появился современный аппарат, позволяющий восстановить до 93% первоначального объема воды.
Очистка воды
Ключевым моментом в регенерации является очистка воды. В очистительные системы собирается любая вода - оставшаяся от приготовления пищи, грязная вода от мытья и даже пот космонавтов. Все эта вода собирается в специальный дистиллятор, визуально похожий на бочку. При очистке воды необходимо создать искусственную гравитацию, для этого дистиллятор вращается, при этом грязная вода прогоняется через фильтры. В результате получается чистая питьевая вода, которая по своим качествам даже превосходит питьевую воду во многих уголках Земли.
На последнем этапе в воду добавляется йод. Этот химический препарат позволяет предотвратить размножение микробов и бактерий, а также является необходимым элементом для здоровья космонавтов. Любопытный факт, что на Земле йодированная вода считается слишком дорогим удовольствием для массового применения, и вместо йода используется хлор. От использования хлора на МКС отказались по причине агрессивности данного элемента, и большей пользы от йода.
Потребление воды в космосе
Для обеспечения жизнедеятельности космонавтов требуется колоссальное количество воды. Если бы к нашим дням не наладили систему регенерации воды, то космические исследования, наверняка, застряли бы в прошлом. Учитывая расход воды в космосе используются следующие данные в расчёте на 1 человека в сутки:
- 2,2 литра - питье и приготовление пищи;
- 0,2 литра - гигиена;
- 0,3 литра - смыв туалета;
Потребление воды для питья и пищи практически соотсветвует земным нормам. Гигиена и туалет - намного меньше, хотя все это поддается переработке и повторному использованию, но это требует энергетических затрат, так что расходы были также снижены. Любопытный факт, что если на российского космонавта в день приходится 2,7 литра воды, то на американских астронавтов выделено примерно 3,6 литра. Американская миссия продолжает получать воду с Земли, впрочем как и российские космонавты. Но в отличие от российской миссии, американцы получают воду в небольших пластиковых пакетах, а наши космонавты в 22 литровых бочонках.
Использование переработанной воды
Обыватель может предположить, что космонавты на МКС пьют воду, переработанную из собственной урины и твердых отходов. На деле же это не так, для питья и приготовления пищи космонавты используют чистую родниковую воду, доставленную с Земли. Вода дополнительно проходит серебряные фильтры, и доставляется на МКС российским грузовым космическим кораблем «Прогресс».
Питьевая вода поставляется в 22 литровых бочках. Воду, полученную путем переработки урины и твёрдых отходов используют для технических нужд. Например, вода необходима для работы катализаторов и для работы системы выработки кислорода. Условно говоря, космонавты «дышат уриной», а не пьют ее.
В начале 2010-ого года в СМИ появилась информация, что из-за поломки в системе регенерации воды на МКС, у американских астронавтов заканчивается питьевая вода. Владимир Соловьев, руководитель полета российского сегмента МКС, рассказал журналистам, что экипаж МКС никогда не пил воду, получаемую путем регенерации из урины. Поэтому поломка американской системы переработки урины, которая действительно была на тот момент, не повлияла на количество питьевой воды. Примечательно, что американская система дважды выходила из строя по одной и той же причине, и лишь на второй раз удалось установить истинную причину проблемы. Оказалось, что из-за влияния космических условий, в моче астронавтов сильно повышается кальций. Фильтры для переработки урины, разработанные на Земле, не были рассчитаны на такой биохимический состав мочи, и поэтому быстро приходили в негодность.
Производство кислорода из воды
Советские, а затем и российские ученые, задают темп в вопросе производства кислорода из воды. И если в вопросе регенерации воды американские коллеги немного перегнали российских ученых, то в вопросе выработки кислорода, наши уверено держат пальму первенства. Даже сегодня, 20-30% переработанной воды из американского сектора МКС идет в российские аппараты по производству кислорода. Регенерация воды в космосе тесно связана с регенерацией кислорода.
Первые аппараты по производству кислорода из воды были установлены еще на аппаратах «Салют» и «Мир». Процесс производства максимально прост - специальные приборы конденсируют влагу из воздуха, а затем путем электролиза из этой воды производят кислород. Электролиз - пропускание тока через воду, является хорошо отработанной схемой, которая надежно обеспечивает космонавтов кислородом.
Сегодня к конденсируемой влаге добавился еще один источник воды - переработанная урина и твердые отходы, позволяющие получить техническую воду. Техническая вода из американский аппарата ECLSS поставляется в российскую систему и американскую OGS (Oxygen Generation System), где затем «перерабатывается» в кислород.
Ученые бьются над решением задачи - 100% замкнутый цикл для полного обеспечения космонавтов водой и кислородом. Одна из самых перспективных разработок - получение воды из углекислого газа. Этот газ является продуктом дыхания человека, и в настоящее время этот «продукт» жизнедеятельности космонавтов практически не используется.
Французский химик - Поль Саботье, открыл удивительный эффект, благодаря которому из реакции водорода и диоксида углерода можно получить воду и метан. Нынешний процесс производства кислорода на МКС связан с выделением водорода, но его просто выбрасывают в открытый космос, так как не находят ему применения. Если ученым удастся наладить эффективную систему по переработке углекислого газа, то удастся достичь практически 100% замкнутости системы, и найти эффективное применение водороду.
Реакция Боша, является не менее перспективной в вопросах получения воды и кислорода, но эта реакция требует крайне высоких температур, поэтому за процессом Саботье многие эксперты видят больше перспектив.