CC BY
96УДК 629.78.048
выбор комплекса жизнеобеспечения для экипажей долговременных космических станций
© 2015 г. гузенберг А.С., Железняков А.г., романов С.Ю., телегин А.А., Юргин А.в.
Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва (РКК «Энергия») Ул. Ленина, 4А, г. Королёв, Московская обл., Российская Федерация, 141070, e-mail: post@rsce.ru
Существующий комплекс систем жизнеобеспечения Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) обеспечивает только частичную регенерацию воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности человека, поэтому для обеспечения эксплуатации МКС необходима доставка грузовыми кораблями дополнительных запасов воды, кислорода, пищи и ресурсных агрегатов систем жизнеобеспечения. Данная ситуация определяет необходимость создания замкнутого комплекса регенерационных систем. В статье обоснован метод выбора комплекса систем жизнеобеспечения с повышенной степенью регенерации воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности космонавтов на основе переменной массы доставляемого оборудования для последующей стадии развития МКС. При этом приведены структурные схемы работающих на борту МКС регенерационных систем жизнеобеспечения.
Основные результаты летной эксплуатации этих систем с конца 2000 г. до середины 2014 г. при обеспечении трех членов экипажа подтвердили правильность метода выбора комплекса систем жизнеобеспечения.
Рекомендовано для окончательного состава модулей РС МКС увеличить степень регенерации воды и кислорода из продуктов выделения экипажа за счет получения кислорода из диоксида углерода с использованием процесса Сабатье и регенерации воды из урины и всех влагосодержащих элементов.
Ключевые слова: человек, космический полет, среда обитания, комплекс систем жизнеобеспечения, регенерация воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности, переменная масса доставляемого оборудования, международные стандарты.
selecting life support system for the crews of long duration space stations
Guzenberg A.S., zheleznyakov A.G., Romanov S.Yu., Telegin A.A., Yurgin A.v.
S.P. Korolev Rocket and Space Public ^rporation Energia (RSC Energia) 4A Lenin Street, Korolev, Moscow region, 141070, Russian Federation, e-mail:post@rsce.ru
The existing life support systems on the Russian Segment of the International Space Station (RS ISS) only provide a partial recycling of water and oxygen from human waste products, and therefore, in order to support the ISS operations, additional supplies of water, oxygen, food and life-support hardware with limited service life need to be delivered by cargo vehicles. This situation makes it necessary to develop life-support systems with closed-loop recycling. The paper provides a rationale for the method of selecting a life support system with an increased efficiency of water and oxygen recycling from waste products based on the variable mass of deliverable equipment for the next stage in the ISS development. It also provides block diagrams of the recycling life support systems operating onboard the ISS.
The principal results of flight operation of these systems since the end of 2000 through mid-2014 when supporting a crew of three validated the method for selecting the life support system.
Recommendation is made for the final configuration of the ISS RS modules to increase the efficiency of water and oxygen recycling from the crew waste products by extracting oxygen from the carbon dioxide using the Sabatierprocess and reclaiming water from urine and all elements containing moisture.
Key words: human, spaceflight, habitat, life support system, water and oxygen recycling from waste products, variable mass of deliverable equipment, international standards.
ГУЗЕНБЕРГ А.С.
ЖЕЛЕЗНЯКОВ А.Г.
РОМАНОВ С.Ю.
ТЕЛЕГИН А.А.
ЮРГИН А.В.
ГУЗЕНБЕРГ Аркадий Самуилович — кандидат технических наук, старший научный сотрудник РКК «Энергия», e-mail: post@rsce.ru
GUZENBERG Arkady Samuilovich — Candidate of Science (Engineering), Senior Researcher at RSC Energia, e-mail: post@rsce.ru
ЖЕЛЕЗНЯКОВ Александр Григорьевич — руководитель НТЦ РКК «Энергия», e-mail: post@rsce.ru ZHELEZNYAKOV Alexander Grigoryevich — Director of STC at RSC Energia, e-mail: post@rsce.ru
РОМАНОВ Сергей Юрьевич — кандидат технических наук, генеральный конструктор пилотируемых космических комплексов РКК «Энергия», e-mail: sergey.romanov@rsce.ru ROMANOV Sergey Yurievich — Candidate of Science (Engineering), General Designer of manned space systems at RSC Energia, e-mail: sergey.romanov@rsce.ru
ТЕЛЕГИН Александр Анатольевич — начальник отдела РКК «Энергия», e-mail: post@rsce.ru TELEGIN Alexander Anatolievich — Head of Department at RSC Energia, e-mail: post@rsce.ru
ЮРГИН Алексей Викторович — и. о. начальника сектора РКК «Энергия», e-mail: post@rsce.ru YURGIN Alexey Viktorovich — Acting Head of Subdepartment at RSC Energia, e-mail: post@rsce.ru
введение
В ходе кратковременных космических полетов регенерация воздуха и обеспечение водой осуществляется на основе запасов, но их масса увеличивается прямо пропорционально продолжительности полета и количеству членов экипажа [1]. Поэтому в длительных орбитальных космических полетах для уменьшения грузопотока грузовых кораблей необходимо использовать системы, основанные на регенерации кислорода и воды из продуктов жизнедеятельности человека. Это — регенерация питьевой воды из конденсата атмосферной влаги и урины, удаление диоксида углерода с помощью
регенерируемых поглотителей, получение кислорода за счет электролиза очищенного конденсата или урины экипажа, использование диоксида углерода для получения кислорода.
Принципиальная возможность регенераци-онного жизнеобеспечения человека, находящегося в замкнутом ограниченном пространстве, была экспериментально подтверждена в длительных наземных испытаниях [2].
Эти исследования позволили создать первые летные регенерационные системы. На станциях «Салют-4» (запущена на орбиту в конце 1974 г.), «Салют-6», «Салют-7» отрабатывалась первая летная система регенерации — регенерации воды из конденсата атмосферной влаги.
Дальнейшие работы по созданию и эксплуатации летных систем позволили определить основные методы регенерации продуктов жизнедеятельности экипажа для разработки отечественных космических систем жизнеобеспечения (СЖО). Первый комплекс ре-генерационных СЖО эксплуатировался на космической станции «Мир».
комплекс Сжо
орбитальной космической станции «мир»
Станция «Мир» существовала с 1986 по 2001 г. Всего на станции работало 104 человека из 12 стран. Базовый блок был выведен на орбиту в феврале 1986 г. Затем в течение 10 лет были присоединены еще шесть модулей: пять обитаемых с научным оборудованием («Квант», «Квант-2», «Кристалл», «Спектр», «Природа») и шестой — стыковочный. Непрерывное пребывание трех членов одного экипажа на станции «Мир» составляло в основном 6...12 мес., а его снабжение запасами продуктов и сменными агрегатами осуществлялось с помощью грузовых кораблей. Трудность задачи жизнеобеспечения экипажа заключалась в присоединении к станции обитаемых модулей с перерывами в несколько лет, что потребовало наличия в разных модулях нескольких систем, выполняющих одну и ту же задачу, для обеспечения надежной работы при экипаже до шести человек (при экспедициях посещения) и возможности ремонта оборудования.
В случае использования СЖО только на запасах необходима была доставка грузов массой не менее 9,3 кг/сут на каждого члена экипажа для обеспечения кислородом, водой, пищей и удаления диоксида углерода, или ежегодная доставка 10 185 кг для экипажа из трех человек [3]. Использование регенерации воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности экипажа позволяет уменьшить величину доставляемых продуктов в несколько раз.
Поэтому разработка долговременной орбитальной станции «Мир» с непрерывным пребыванием экипажа на борту потребовала создания комплекса регенерационных СЖО.
По соображениям преемственности со станциями «Салют», надежного обеспечения экипажа и сроков запуска было принято решение использовать в базовом блоке станции «Мир» в основном СЖО на запасах веществ и продуктов. На базовом блоке была установлена только система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги (СРВ-К) [4]. Остальные регенерационные системы были установлены на модулях «Квант» и «Квант-2». Они должны были быть
отработаны на Земле, функционально собраны в единый комплекс и доставлены на станцию «Мир» на этих модулях.
Основные функции средств обеспечения газового состава [5]:
• обеспечение экипажа кислородом за счет системы электролиза воды «Электрон-В» в модулях «Квант» и «Квант-2»; резервной системы на основе твердых источников кислорода в базовом блоке и в модуле «Квант» и доставки кислорода в баллонах грузовыми кораблями «Прогресс»;
• очистка от диоксида углерода при помощи системы «Воздух» на основе регенерируемых в забортный вакуум поглотителей в модуле «Квант» и в базовом блоке (в последнем — с 1998 г.), а также агрегатов на основе запасов нерегенерируемых поглотителей, доставляемых на корабле «Прогресс»;
• очистка от вредных микропримесей при помощи регенерационных средств удаления вредных примесей (БМП — блок удаления микропримесей) с термовакуумной регенерацией угольных поглотителей в модуле «Квант», не-регенерируемого фильтра вредных примесей на запасах в базовом блоке.
Аналогично проектировались средства водо-обеспечения комплекса СЖО станции «Мир»:
• система регенерации питьевой воды из конденсата атмосферной влаги на базовом блоке;
• система регенерации воды из урины;
• система регенерации воды из санитарно-гигиенической воды (обе системы на модуле «Квант-2»);
• система хранения запасов воды «Родник» (на модулях «Квант-2» и «Кристалл»);
• средства водообеспечения на запасах на всех указанных модулях.
Наземные испытания в полноразмерных макетах модулей и летная эксплуатация комплекса СЖО на модулях станции «Мир» позволили выработать основные требования к комплексу СЖО орбитальной космической станции и разработать комплекс регенераци-онных систем для Российского сегмента Международной космической станции.
основные требования к комплексу систем жизнеобеспечения
Опыт разработки и эксплуатации станции «Мир» показал, что комплекс СЖО должен разрабатываться на основе системного подхода как безопасный и надежный комплекс взаимосвязанных систем, взаимодействующий с другими системами космического объекта, совместимый с условиями космического полета, управляемый автоматически и вручную.
При системном подходе необходимо учитывать [6]:
• массовый баланс комплекса и распределение его между системами;
• совместимость со всеми факторами космического полета;
• взаимодействие отдельных СЖО между собой в составе комплекса, возможность расширения их функций, возможность их замены на системы, основанные на других принципах;
• взаимодействие комплекса с бортовым комплексом управления и системой телеметрии;
• взаимодействие комплекса с другими системами космического объекта (система энергопитания, система терморегулирования и т. д.);
• взаимодействие экипажа с комплексом СЖО по управлению, техническому обслуживанию, устранению нештатных ситуаций.
Комплекс СЖО должен создаваться, исходя из минимума расходных материалов, оборудования и продуктов, для чего необходимо:
• максимальное использование продуктов жизнедеятельности экипажа — максимальная замкнутость регенерационных циклов жизнеобеспечения (для уменьшения массы грузов, доставляемых на космические станции на орбите Земли);
• максимальное уменьшение массы и объема запасаемых продуктов питания при необходимом качестве пищи;
• максимальное уменьшение запасных частей и агрегатов при необходимой надежности и безопасности полетов.
Максимальное использование продуктов жизнедеятельности решается за счет регенерации воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности человека.
Максимальное уменьшение массы и объема пищевых рационов — за счет их обезвоживания и разработки съедобных упаковочных материалов.
Максимальное уменьшение массы запасных частей и агрегатов определяется надежностью физико-химических процессов, ресурсом оборудования, оптимальным делением на заменяемые блоки, распределением холодного и горячего дублирования, наземной и летной отработкой, многофункциональностью систем, а также критерием неизвестности в космическом полете.
исследование массового баланса и выбор комплекса регенерационных систем жизнеобеспечения
Для сравнения различных вариантов массового баланса комплексов СЖО и выбора комплекса для долговременных орбитальных станций СЖО можно условно разделить на две группы:
• системы обеспечения массообмена человека (обеспечения кислородом, очистки от диоксида углерода, водообеспечения, удаления вредных примесей, обеспечения продуктами питания);
• системы обеспечения параметров и комфортных условий среды обитания (системы контроля газовой среды, контроля и регулирования общего давления атмосферы; системы хранения, приготовления и приема пищи; системы санитарно-гигиенического обеспечения, включая удаление продуктов жизнедеятельности экипажа, средства индивидуальной защиты) [1].
Именно системы первой группы обеспечивают регенерацию воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности человека и в первую очередь определяют переменную массу комплекса СЖО. Выбор конкретных систем и реализуемых процессов в группе систем обеспечения массо-обмена человека определяет степень замкнутости регенерационного комплекса СЖО.
Любые СЖО, независимо от того, регене-рационные они или нет, включают элементы с ограниченным ресурсом и расходуемые материалы, требующие замены или восполнения в длительном полете. Регенерационные системы, в отличие от систем на запасах, требуют дополнительных массо-энергетических затрат на процессы собственно регенерации, но одновременно значительно уменьшают массу расходуемых элементов и экономят средства на удаление отходов жизнедеятельности.
М , = М + М + М+ пМ ,
общ пост энерг стр перем'
где М — общая масса системы; М — постоян-
общ пост
ная масса оборудования системы; М — эквива-
энерг
лентная масса энергии, затрачиваемой на работу системы; М — эквивалентная масса тепла, сбра-
стр
сываемого (подводимого) при работе системы; Мперем — переменная масса оборудования на одни сутки полета; п — количество суток полета.
Под переменной массой (кг/чел в сутки) понимаются массовые затраты на расходуемые элементы (запасы с конструкцией хранения), которые восполняются доставкой на орбитальную станцию грузовыми кораблями. По приблизительным оценкам требуется 0,4 кг/вт энергии и 0,6 кг/вт на сброс (подвод) тепла из системы терморегулирования. Постоянная масса регене-рационной системы на одного человека не превышает 50-60 кг (системы разрабатывались производительностью на трех-четырех человек с соответствующим запасом). С учетом энергопотребления и сброса тепла эти цифры увеличатся примерно вдвое. Постоянная масса системы на запасах при тех же условиях в 10-15 раз меньше массы регенерационной системы, но переменная масса в несколько раз больше. При трех членах экипажа уже при длительности
~20 сут массы систем (регенерационной и на запасах) сравниваются, и при дальнейшем увеличении длительности нарастание общей массы определяется ее переменной составляющей.
По нашим расчетам общая масса расходуемых веществ (продуктов) с конструкцией комплекса СЖО на запасах составляет 10,10 кг/чел в сутки, тогда как суточный расход при регенерации всей воды и кислорода будет определяться запасом обезвоженных продуктов питания и сборниками обезвоженных твердых отходов и составит 1,25 кг/чел в сутки.
В качестве критериев, определяющих рациональный выбор комплекса СЖО для длительных пилотируемых полетов, предлагаются переменная масса (массовые затраты на расходуемые элементы и оборудование) и степень сложности процессов регенерации. При этом принято, что массы запасных агрегатов одинаковы для всех комплексов.
При общем требовании максимальных ресурсов и минимальной массы оборудования СЖО принципиально важен анализ массового баланса и выбор на его основе регенераци-онного комплекса и используемых процессов регенерации для обеспечения максимальной замкнутости по составляющим массообменного баланса человека.
Физико-химический регенерационный комплекс СЖО не может быть полностью замкнутым в настоящее время, так как возможны только регенерация воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности человека, а процесс регенерации пищи отсутствует, и потому необходимо использование запасов пищи и удаление части неперерабатываемых отходов жизнедеятельности. Степень замкнутости физико-химического регенерационного комплекса, кроме реализации и эффективности процессов регенерации, определяется составом рациона питания и количеством воды, присутствующей в рационе. Применяемый на орбитальных станциях «Мир» и МКС рацион питания содержит в среднем 0,6 кг сухой массы и 0,5 кг воды на человека в сутки. Разработка съедобной упаковки уменьшит массу сухой составляющей пищи.
В комплексе регенерационных систем воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности человека существуют две различающихся проблемы — для регенерации воды необходим прежде всего выбор способа очистки ее от примесей, тогда как для регенерации кислорода (извлечения его из диоксида углерода и воды) необходим прежде всего выбор химического процесса (реакции).
Проект комплекса жизнеобеспечения долговременного космического полета человека основывается на балансе массообмена потребляемых
и выделяемых человеком веществ (ГОСТ Р 50804-95 «Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате»), на основе которого представлены данные в нашей статье [7].
Выбор комплекса СЖО осуществляется по следующему предложенному нами алгоритму (рис. 1). При этом для МКС, как для станции, ограниченной сроками эксплуатации, выбор процесса был ограничен реакцией Сабатье, дающей возможность улучшить массовые характеристики доставляемого оборудования как минимум в полтора раза.
Рис. 1. Алгоритм выбора комплекса систем жизнеобеспечения
Общее количество кислорода, содержащееся в выдыхаемом человеком диоксиде углерода, составляет 0,70 кг/чел в сутки, что составляет 81% от необходимого человеку кислорода для дыхания. Остальные 19% кислорода (0,16 кг/чел в сутки) должны быть получены из выделяемой человеком воды (0,18 кг/чел в сутки), что согласуется с балансом, так как человек выделяет в сутки 0,35 кг метаболической («лишней») воды. Теоретически полное использование выделяемой экипажем воды оставляет запас воды 0,17 кг/чел в сутки.
Аналог частично замкнутого регенераци-онного комплекса СЖО впервые был создан и функционировал на станции «Мир» и функционирует на МКС (с системой регенерации урины после доставки ее на многоцелевом лабораторном модуле (МЛМ)). В нем осуществляется регенерация воды из атмосферной влаги и урины, а также электролизное получение кислорода из запасов воды и воды из урины и использование регенерируемых в вакуум поглотителей диоксида углерода [5, 8, 9]. Схема массо-обмена этого комплекса приведена в табл. 1.
Таблица 1
Массообмен в комплексе СЖО с регенерацией воды («Мир», МКС начальный)
Потребности Выделение Обеспечение потребностей Отходы
Вода для питья и приготовления пищи 2,00 кг/сут В салфетках
f Влага с потом и респирацией (конденсат) 1,50 кг/сут к Ü са я N° S m аЧ а 3 чн Регенерация воды из конденсата атмосферной влаги вода 1,40 кг/сут и одежде 0,10 кг/сут -У
Вода для питья и приготовления пищи 2,00 кг/сут Урина 1,20 кг/сут о ^Оо и а § Э Регенерация воды из урины (90%) вода 1,08 кг/сут Остаток урины 0,12 кг/сут -У
Фекалии 0,30 кг/сут, (из них 0,15 кг воды) -►
Пища 1,10 кг/сут (в т. ч. 0,50 кг/сут воды) Фекалии 0,30 кг/сут
Диоксид углерода 0,96 кг/сут Диоксид углерода 0,96 кг/сут ......¥
Кислород 0,86 кг/сут
* Вода для электролиза 0,97 кг/сут " f
Электролизная генерация кислорода из воды: 2Н2О = О2+2Н2 Водород 0,11 кг/сут ......¥
Кислород 0,86 кг/сут
£ 3,96 кг/сут 3,96 кг/сут По воде 2,48 кг/сут 1,58 кг/сут
Получено воды:
— регенерированной воды 2,48 кг/сут
— из пищи 0,50 кг/сут
всего 2,98 кг/сут
Водный баланс комплекса на 1чел: Расход воды:
— для питья и приготовления пищи 2,00 кг/сут
— с пищей 0,50 кг/сут
— для производства кислорода 0,97 кг/сут
всего 3,47 кг/сут
Недостаток воды: 2,98 - 3,47 = -0,49 кг/сут
Степень замкнутости по воде (соотношение регенерируемой массы к выделяемой) — 87% при количестве воды в рационе питания 0,5 кг при непрерывной работе системы. Доставляемые запасы воды — 0,49 кг/чел в сутки (по расчету для МКС без системы регенерации урины доставляемые запасы воды должны составлять 1,57 кг/чел в сутки). В этом комплексе происходит потеря воды с фекалиями, с салфетками и одеждой, а также за счет неполной регенерации урины (потери — 10%).
На станции «Мир» по процессу регенерировалось 80% воды из урины, количество регенерированной воды при непрерывной работе системы должно было составлять 2,36 кг/сут, степень замкнутости по воде — 83%. Реальная степень замкнутости составила 56%, так как система работала ограниченное время, в основном из-за лимита энергопотребления.
Наиболее простым процессом регенерации кислорода из диоксида углерода является реакция Сабатье с дальнейшим электролизом образующейся воды [4, 10].
СО2 + 4Н2 = СН4 + 2Н2О — реакция Сабатье при (260...300) °С (с использованием катализатора), с удалением метана и частично диоксида углерода.
2Н2О = 2Н2 + О2 — электролиз Н2О с возвращением водорода в реакцию с диоксидом углерода.
В связи с потерей части водорода с метаном, диоксид углерода не может быть использован полностью для получения воды с целью извлечения из нее кислорода.
С целью возврата водорода была рассмотрена реакция пиролиза метана СН4 = С + 2Н2 при температуре (1 030.1 100) °С (с использованием катализатора). Однако при этом на конструкции реактора образуется трудно удаляемый углерод, поэтому процесс по этой реакции не рекомендован к использованию.
Реакция Сабатье легко осуществима за один проход газового потока, это самый распространенный способ извлечения кислорода из диоксида углерода с получением первоначально воды и ее дальнейшим электролизом. При отсутствии пиролиза метана при реакции Сабатье можно использовать только 61% выделяемого человеком диоксида углерода (с учетом водорода, образующегося при разложении дополнительных к диоксиду углерода 0,18 кг/сут воды), потери кислорода в этом случае составят 39% (0,27 кг/чел в сутки) от имеющегося в диоксиде углерода или 31,5% от всего необходимого человеку кислорода
для дыхания. То есть при использовании процесса Сабатье необходим дополнительно электролиз воды 0,18 + 0,30 = 0,48 кг/чел в сутки.
В табл. 2 приведена схема массообмена в частично замкнутом регенерационном комплексе СЖО, основа которого — искусственный круговорот воды за счет переработки всех влагосодер-жащих отходов и регенерация кислорода из диоксида углерода с помощью процесса Сабатье с промежуточной выработкой воды. Все средства массообмена человека в этом комплексе являются регенерационными (система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги, система регенерации воды из урины, средства регенерации воды из фекалий, система концентрирования диоксида углерода, система гидрирования диоксида углерода, система кислородообеспечения на основе электролиза воды). Степень замкнутости по воде — 100%, при существующем количестве воды в рационе питания (0,5 кг), степень замкнутости по кислороду — 50%. В этом случае по балансу воды имеется избыток 0,36 кг/сут
на одного человека, который позволяет отказаться от доставки воды на станцию. Кроме того, обезвоживание фекалий практически останавливает их разложение, что значительно повышает безопасность их хранения и позволит в будущем уменьшить содержание воды в рационе питания и, соответственно, массу рациона питания.
Из диоксида углерода получают только 61% содержащегося в нем кислорода, что составляет 0,43 кг/сут или 50% от всего необходимого человеку количества в сутки. Весь недостающий кислород — оставшиеся 50% -получается за счет электролиза воды.
В табл. 3 представлена схема массообмена аналогичного комплекса СЖО, но с полностью обезвоженным рационом питания. В этом случае мы имеем такую же степень замкнутости по воде — 100%, как и в табл. 2, но масса рациона питания уменьшается на 0,5 кг/сут, а недостаток воды составляет лишь 0,14 кг/сут. Недостающая в балансе вода может быть получена при полном извлечении кислорода из диоксида углерода.
Таблица 2
Массообмен в комплексе СЖО с регенерацией воды и частичной регенерацией кислорода при обводненном рационе питания (МКС окончательный)
Потребности Выделение Обеспечение потребностей Отходы
Вода для приготовления пищи и питья 2,00 кг/сут
> Влага с потом и респирацией (конденсат) 1,50 кг/сут Регенерация воды из влагосодержащих отходов Регенерация воды из конденсата атмосферной влаги (100%) вода 1,50 кг/сут
Вода для питья и приготовления пищи 2,00 кг/сут Урина 1,20 кг/сут Регенерация воды из урины (100%) вода 1,20 кг/сут
Фекалии 0,30 кг/сут (в т. ч. 0,15 кг/сут воды) Регенерация воды из фекалий вода 0,15 кг/сут Сухая масса фекалий 0,15 кг/сут -»
Пища 1,10 кг/сут (в т. ч. 0,50 кг/сут воды)
Диоксид углерода 0,96 кг/сут Ренерация кислорода из углекислого газа Переработка углекислого газа по реакции Сабатье: СО2 + 4Н2 = СН4 + 2Н2О вода 0,48 кг/сут СО2 0,37 кг/сут СН4 0,21 кг/сут ......¥
Кислород 0,86 кг/сут
К Водород ^ Вода для 0,1 кг/сут ■ электролиза 1 0,97 кг/сут ф
Электролизная генерация кислорода из воды: 2Н2О = О2+2Н2
1________ Кислород 0,86 кг/сут
£ 3,96 кг/сут 3,96 кг/сут По воде 3,33 кг/сут 0,73 кг/сут
Получено воды: — регенерированной воды 2,85 кг/сут — из пищи 0,50 кг/сут — воды из двуокиси углерода 0,48 кг/сут Всего 3,83 кг/сут Водный баланс комплекса: Расход воды: — для питья и приготовления пищи 2,00 кг/сут — с пищей 0,50 кг/сут — для производства кислорода 0,97 кг/сут Всего 3,47 кг/сут Избыток воды: 3,83 - 3,47 = +0,36 кг/сут
В табл. 4 обобщены результаты суточных расходов элементов в рассмотренных комплексах СЖО. При расчете суточных расходов элементов в случаях избытка воды в комплексах учитывалась только масса требуемой конструкции для хранения избытка воды.
Анализ приведенных данных свидетельствует о следующем. Только реакция Сабатье легко осуществима за один проход (табл. 4, столб. 3 и 4). Для Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) в качестве
окончательного рекомендуется комплекс СЖО с этим процессом при максимальном извлечении воды из продуктов жизнедеятельности. Использование этого процесса уменьшает переменную массу в полтора раза. Обезвоживание рациона питания в сочетании с реакцией Са-батье позволит уменьшить переменную массу еще в 1,4 раза, однако это требует большого объема длительной экспериментальной отработки и может быть применено для перспективных орбитальных космических станций.
Таблица 3
Массообмен в комплексе СЖО с регенерацией воды и частичной регенерацией кислорода при обезвоженном рационе питания (перспективный — для орбитальных станций)
Потребности Выделение Обеспечение потребностей Отходы
Вода для приготовления пищи и питья 2,50 кг/сут
f Влага с потом и респирацией (конденсат) 1,50 кг/сут Регенерация воды из вла-госодержащих отходов Регенерация воды из конденсата атмосферной влаги (100%) вода 1,50 кг/сут
Вода для питья и приготовления пищи 2,50 кг/сут Урина 1,20 кг/сут Регенерация воды из урины (100%) вода 1,20 кг/сут
Фекалии 0,30 кг/сут (в т.ч. 0,15 кг/сут воды) Регенерация воды из фекалий вода 0,15 кг/сут Сухая масса фекалий 0,15 кг/сут -У
Пища 0,60 кг/сут
Диоксид углерода 0,96 кг/сут Регенерация кислорода из углекислого газа Переработка диоксида углерода по реакции Сабатье: СО2 + 4Н2 = СН4 + 2Н2О вода 0,48 кг/сут СО2 0,37 кг/сут СН4 0,21 кг/сут,
Кислород 0,86 кг/сут
А Водород Вода для электролиза 1 0,1 кг/сут 1 1,0 кг/сут •ф'
Электролизная генерация кислорода из воды: 2Н2О = О2 + 2Н2
Кислород 0,86 кг/сут
Z 3,96 кг/сут 3,96 кг/сут По воде 3,33 кг/сут 0,73 кг/сут
Получено воды: — регенерированной воды 2,85 кг/сут — воды из диоксида углерода 0,48 кг/сут Всего 3,33 кг/сут Водный баланс комплекса: Расход воды: — для питья и приготовления пищи 2,50 кг/сут — для производства кислорода 0,97 кг/сут Всего 3,47 кг/сут Недостаток воды: 3,33 - 3,47 = -0,14 кг/сут
Таблица 4
Суточный расход элементов на одного члена экипажа в комплексах СЖО
№ п/п 1 2 3 4
Варианты комплексов СЖО Запасы Н2О и О2 ОК «Мир», МКС начальная МКС окончательная Орбитальная станция перспективная
Регенерация Н2О, электролиз Н2О для О2
Переработка СО2 в Н2О (Реакция Сабатье)
Удаление СО2 и Н2 полностью Удаление СН4 и части СО2
Пища с водой Пища без воды
Переменная масса (с конструкцией), кг/чел в сутки 10,09 2,93 1,99 1,39
Следует отметить, что проведенный анализ является теоретическим. Реальные балансы имеют разброс вокруг приведенных величин. Баланс потребления и выделения продуктов у разных людей различен и зависит как от массы тела, типа пищи, физической деятельности, температуры атмосферы космического объекта, так и от индивидуальных характеристик организма. Так, например, из-за большего, чем 2,5 л, суточного потребления воды большинством американских космонавтов приведенный баланс для МКС сдвинут в большую сторону. Поэтому даже при положительном теоретическом балансе на борту должен быть предусмотрен в виде «аккумулятора» запас воды с учетом производства кислорода.
Запас этот должен быть определен по результатам реальной жизнедеятельности экипажа в космическом полете. Величины в табл. 4, столб. 4 являются условно переменными, так как практически масса конструкции емкостей для воды будет заложена в массу запасов воды как постоянная величина, которая будет определяться по максимальному запасу воды, а пополняемая масса запасов явится величиной переменной.
Состав и модернизация регенерационных систем для комплекса СЖО МКС
Начальный состав регенерационных систем комплекса СЖО МКС. МКС состоит из двух сегментов — Российского и Американского. Люки всех модулей обоих сегментов открыты, постоянно работающая межмодульная вентиляция должна обеспечивать общую одинаковую для всей станции атмосферу. Комплексы СЖО каждого из сегментов должны обслуживать трех членов экипажа.
На основании проведенного анализа выбора типа комплексов СЖО и оценки их массовых характеристик, опыта разработки систем жизнеобеспечения для станции «Мир» и их летной эксплуатации для МКС был определен состав систем комплекса СЖО, обеспечивающих регенерацию воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности человека. В связи с тем, что на МКС, так же, как на станции «Мир», должно происходить постепенное наращивание модулей, были определены начальный и максимальный окончательный составы этих систем для комплекса СЖО.
Начальный состав комплекса СЖО МКС в основном соответствует составу на станции «Мир» с учетом его летной эксплуатации и модернизации систем путем увеличения их производительности, снижения энергопотребления, введения автоматического управления с помощью
бортового компьютера. При этом начальный состав систем устанавливался в выводимом одним из первых обитаемом модуле Российского сегмента — служебном модуле (СМ).
В состав регенерационных систем комплекса СЖО МКС, установленных в СМ, входили:
• система регенерации конденсата атмосферной влаги СРВК-2М;
• система кислородообеспечения на основе электролиза воды «Электрон-ВМ»;
• система очистки атмосферы от диоксида углерода на основе регенерируемых поглотителей «Воздух»;
• система удаления вредных примесей на основе регенерируемых угольных поглотителей СБМП.
Модернизация регенерационных систем для комплекса СЖО МКС. Принципиальной особенностью водообеспечения МКС является сочетание систем регенерации воды с запасами воды, пополняемыми за счет доставки на грузовых кораблях с Земли. С целью максимального извлечения конденсата для системы регенерации он собирается на всех модулях МКС и на пристыкованных кораблях.
Основным итогом модернизации системы регенерации конденсата атмосферной влаги СРВК-2М является введение в ее состав фильтра-реактора для окисления органических примесей (что увеличило почти в три раза ресурс сорбционно-го блока очистки) и нового блока сепарации — мембранного фильтра-разделителя (увеличен ресурс разделителей почти в пять раз). Структурная схема системы представлена на рис. 2.
Рис. 2. Структурная схема регенерации воды из конденсата: ЗК — запорный клапан; БРПК-1, БРПК-2 — блоки разделения и перекачки конденсата; БКО — блок колонок очистки; БКВ — блок кондиционирования воды; БРП-М — блок раздачи и подогрева; КПВ — контейнер питьевой воды; ЕДВ — емкость для воды; БДД — блок датчиков давления; КТВ — контейнер технической воды; ФГС — фильтр очистки смеси; ФР — фильтр-реактор; 1, 2 — контейнер технической воды; 3 — блок раздачи и подогрева; 4 — выдача питьевой воды; 5 — вход конденсата
В комплексе СЖО МКС установлена система приема и консервации урины СПК-У совместно с элементами ассенизационной установки АСУ-8А, обеспечивающая сбор, консервацию, сепарацию урины от транспортного воздуха, подачу урины на удаление, а также сбор, изоляцию и хранение твердых отходов экипажа.
Обеспечение кислородом на МКС осуществлялось за счет использования российских и американских систем электролиза, доставляемых запасов кислорода и российской резервной системы на основе запасов твердых источников кислорода.
Система электролиза воды для обеспечения кислородом «Электрон-ВМ» являлась основным источником кислорода для дыхания экипажа на борту МКС до 2008 г.
На МКС установлена модернизированная система «Электрон-ВМ» с увеличенной производительностью по кислороду 80.160 л/ч, что позволяет обеспечивать кислородом до шести человек (на станции «Мир» обеспечивалось до трех), при этом по показаниям газоанализатора регулируется производительность системы в зависимости от реального потребления кислорода. Увеличена надежность работы системы «Электрон-ВМ» за счет установки в магистраль подачи воды разделительного устройства, обеспечивающего отделение воздуха, содержащегося в водяной магистрали.
Американская система электролиза воды OGS для получения кислорода была доставлена на Американский сегмент МКС в 2008 г. Система основана на твердых полимерных электролитах. Ее преимущество — не содержит жидкой щелочи, основной недостаток по сравнению с щелочной системой — требует дополнительной очистки воды.
Схема системы кислородообеспечения РС МКС представлена на рис. 3.
Рис. 3. Структурная схема средств кислородообеспечения:
1 — система «Электрон»; 2 — блок визуального контроля давления; 3 — гермокапсула блока жидкостного; 4 — вентилируемая капсула блока жидкостного; 5 — блок управления; 6 — теплоноситель системы терморегулирования; 7 — электролизер; 8 — теплообменник; 9 — разделители фаз; 10 — сигнализатор жидкой фазы; 11 — кислород; 12 — водород; 13 — блок датчиков давления; 14 — водород; 15 — вход воздуха; 16 — фильтр гидрофобный; 17 — буферная емкость; 18 — насосы; 19 — подача азота; 20 — блок продувки азотом; 21 — выход азота; 22 — выход воздуха; 23 — газоанализатор водорода; 24 — клапан водородный; 25 — газоанализатор кислорода в водороде; 26 — регулятор перепада давления; 27 — клапан вакуумный водородный; 28 — корпус орбитальной станции; 29 — выброс водорода в вакуум; 30 — безмоментный насадок; 31 — кислород; 32 — газоанализатор водорода в кислороде; 33 — емкость для воды; 34 — блок дожигания; 35 — выход кислорода в гермоотсеки; 36 — стабилизатор тока
Очистка атмосферы МКС от диоксида углерода осуществляется российскими и американскими регенерационными системами и резервными запасами нерегенерируемых поглотителей. Для системы «Воздух», помимо ручных режимов, введены автоматические режимы изменения расхода воздуха и времени циклов, повышена надежность блока вакуумных клапанов и блока автоматики. Структурная схема системы представлена на рис. 4.
Рис. 4. Структурная схема системы очистки атмосферы от диоксида углерода: 1 — воздух из кабины; 2, 22 — осушительный патрон; 3 — блок предварительной осушки; 4, 21 — электронагреватель; 5 — система терморегулирования; 6 — газожидкостный теплообменный агрегат; 7, 20 — фильтр механический; 8 — микронагнетатель; 9, 19,29 — поглотительный патрон; 10,18, 28 — блок вакуумных клапанов; 11 — блок очистки атмосферы; 12, 17, 27 — аварийные вакуумные клапаны; 13 — корпус орбитальной станции; 14 — СО2 в вакуум; 15 — безмоментный насадок; 16 — аварийный вакуумный клапан системы; 23 — воздух в кабину; 24 — перекидной клапан; 25 — вакуумный насос; 26 — клапан предохранительный
На Американском сегменте МКС для очистки атмосферы от диоксида углерода установлена система CDRA с регенерируемыми поглотителями — цеолитами. Цеолиты обладают существенным недостатком — они теряют свои свойства по поглощению СО2 при попадании влаги.
Основная система удаления вредных примесей — российская СБМП — сорбционно-каталитическая с регенерацией угольных сорбентов и каталитическим фильтром удаления моноксида углерода и водорода при температуре обитаемой атмосферы. В состав средств удаления вредных примесей для удаления метана и углеводородов введен термокаталитический фильтр. Структурная схема системы представлена на рис. 5.
Удаление вредных микропримесей на Американском сегменте обеспечивает система TCCS на запасах — с нерегенерируемым заменяемым угольным поглотителем и высокотемпературным термокаталитическим фильтром. Эта система не рассчитана на удаление вредных примесей в случае пожара или выброса токсичных веществ при разгерметизации оборудования.
Рис. 5. Структурная схема системы средств удаления вредных примесей: 1 — вход воздуха из модуля в систему; 2 — фильтр предварительной очистки; 3 — вентилятор; 4 — фильтр нере-генерируемый; 5 — датчик расхода; 6 — блок микропримесей; 7,
8 — фильтры регенерируемые; 9, 10 — блоки вакуумных клапанов; 11, 12, 13 — аварийные вакуумные клапаны; 14 — каталитический фильтр; 15 — выход воздуха из системы в модуль; 16 — термокаталитический фильтр; 17 — воздух (часть потока); 18 — выброс вредных примесей в вакуум; 19 — безмоментный насадок; 20 — корпус орбитальной станции
При создании средств обеспечения газового состава МКС были заложены два основных принципа, оправдавших себя при эксплуатации на станции «Мир», особенно в нештатных ситуациях — это многофункциональность и независимость систем, не связанных функционально, друг от друга. Но к этой основной концепции добавились и новые положения — повышенные комфорт и безопасность среды обитания космонавтов.
Основные результаты эксплуатации комплекса СЖО МКС. С ноября 2000 г. до июля 2014 г. система СРВ-К обеспечила ~16 500 л воды, регенерированной из конденсата атмосферной влаги. Это составило 57% потребностей экипажа в питьевой воде и 39% общих потребностей в воде на борту станции. Качество регенерированной воды полностью соответствует техническим требованиям для СМ МКС. Удельная масса расходуемых элементов для регенерации воды из конденсата атмосферной влаги составила 0,09 кг на литр регенерированной воды. Экономия массы доставляемой на МКС воды составила 19 100 кг.
Всего с августа 2000 г. до июля 2014 г. общая продолжительность работы системы «Электрон-ВМ» составила 3 547 сут, при этом было произведено 6 063 м3 кислорода из
9 967 л воды, что соответствует обеспечению трех членов экипажа кислородом в течение 9,2 лет из 13,5 лет эксплуатации системы на борту МКС.
Система «Воздух» с ноября 2000 г. до июля 2014 г. (с ресурсной заменой в 2011 г.) удалила не менее 12 700 кг диоксида углерода. Эта величина соответствует удалению диоксида
углерода, выделяемого тремя членами экипажа, в течение 12,0 лет из 13,5 лет эксплуатации системы на борту МКС.
Экономия массы доставляемых на МКС химических продуктов за счет работы систем «Воздух» и «Электрон-ВМ» составила ~32 000...34 000 кг.
Окончательный состав регенерационных систем комплекса СЖО МКС. В максимальный окончательный состав систем, обеспечивающих регенерацию воды и кислорода, помимо перечисленных выше систем должны входить:
• система регенерации воды из урины;
• система концентрирования диоксида углерода;
• система переработки (гидрирования) диоксида углерода по процессу Сабатье;
• система извлечения воды из фекалий;
• система извлечения воды из бытовых отходов.
Эти системы должны устанавливаться на последующих модулях по мере строительства Международной космической станции.
Требования к окончательному составу реге-нерационных систем МКС приведены в табл. 5.
Таблица 5
Требования к окончательному составу регенерационных систем МКС
Системы Производительность
Регенерация воды из конденсата атмосферной влаги системой СРВ-К 1,50 кг-чел/сут
Регенерация воды из урины 1,20 кг-чел/сут
Регенерация воды из фекалий и влагосодержащих отходов 0,15 кг-чел/сут
Переработка диоксида углерода по реакции Сабатье с получением воды 0,48 кг-чел/сут
Электролизная генерация кислорода из воды системой «Электрон» 0,86 кг-чел/сут
Удаление вредных примесей системой СБМП Поддержание требуемых концентраций
Межмодульная вентиляция Обеспечение равномерного газового состава по всем модулям станции
При построении многомодульной орбитальной станции, когда системы комплекса жизнеобеспечения расположены в разных модулях, которые к тому же соединяются со станцией с многомесячными перерывами, особое значение приобретает межмодульная вентиляция для обеспечения необходимого состава основных газов воздуха в МКС, допустимого уровня вредных примесей, нормальной температуры и влажности атмосферы.
Для МКС разработана новая система регенерации воды из урины (СРВ-УМ), установленная на МЛМ. В системе СРВ-УМ вместо принципа испарения воды из урины мембранным дистиллятором при атмосферном давлении (система СРВ-У на станции «Мир») использован принцип многоступенчатой вакуумной дистилляции воды с дополнительной рекуперацией энергии в термоэлектрическом тепловом насосе. Применение этой системы позволит:
• уменьшить продолжительность цикла дистилляции;
• снизить удельное и суммарное энергопотребление в ~10 раз;
• увеличить процент извлечения воды из исходной смеси на 10% (с 80 до 90%).
Для системы концентрирования диоксида углерода и системы переработки (гидрирования) диоксида углерода по процессу Сабатье разработаны экспериментальные образцы.
По системам извлечения воды из фекалий и бытовых расходов проведены только лабораторные исследования.
Предлагаемый окончательный состав ре-генерационного комплекса СЖО Российского сегмента МКС представлен на рис. 6.
Сложной является проблема создания обезвоженных рационов питания экипажа, которая должна решаться для последующих космических проектов.
Следует отметить, что Международной организацией по стандартизации принята разработанная российскими специалистами трехуровневая структура стандартов по интеграции человека с системами комплекса СЖО в космическом полете. Такой подход позволяет быстро разрабатывать и согласовывать отдельные стандарты по каждому виду систем жизнеобеспечения человека в космическом полете [11].
РЕГЕРАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС СЖО
Л
В СЛУЖЕБНОМ МОДУЛЕ МКС В МОДУЛЕ МЛМ В МОДУЛЕ НЭМ
Рис. 6. Окончательный составрегенерационного комплекса систем жизнеобеспечения РС МКС
Примечание. П — системы в многоцелевом лабораторном (МЛМ) и научно-экспериментальном (НЭМ) модулях, которые должны быть присоединены к МКС в последующие годы; П — связи систем внутри комплекса систем жизнеобеспечения.
Выводы
Показана необходимость максимального использования продуктов жизнедеятельности экипажа для регенерации воды и кислорода в длительных пилотируемых космических полетах.
Рассмотрен состав комплекса СЖО станции «Мир».
Предложен алгоритм выбора комплекса регенерационных СЖО для длительных пилотируемых орбитальных полетов на основе переменной массы доставляемого оборудования и степени сложности процессов регенерации.
Рассмотрен состав первоначального комплекса регенерационных СЖО МКС и на основе предложенного алгоритма с учетом
реальных сроков полета станции рекомендован выбор окончательного комплекса СЖО для РС МКС.
Представлены основные результаты эксплуатации комплекса СЖО РС МКС в части использования продуктов жизнедеятельности экипажа, подтверждающие метод выбора комплекса при обеспечении трех членов экипажа в течение 13,5 лет (до июля 2014 г.):
• система СРВ-К2М произвела ~16 500 л воды, что составило 57% потребностей экипажа в питьевой воде, при этом экономия массы доставляемой на МКС воды составила 19 100 кг;
• система «Электрон-ВМ» произвела 6 063 м3 кислорода из 9 967 л воды, что составило 68% потребностей экипажа в кислороде;
• система «Воздух» (с ресурсной заменой в 2011 г.) удалила не менее 12 700 кг диоксида углерода, что составило 89% от выделенного экипажем диоксида углерода.
Экономия массы доставляемых на МКС продуктов за счет работы этих систем составила ~51 000.53 000 кг.
Рекомендовано для окончательного состава модулей РС МКС увеличить степень регенерации воды и кислорода из продуктов выделения экипажа за счет получения кислорода из диоксида углерода с использованием процесса Сабатье и регенерации воды из урины и всех влагосодержащих элементов.
Список литературы
1. Романов С.Ю., Гузенберг А.С. Космические системы жизнеобеспечения: основные требования к разработке средств жизнеобеспечения экипажей длительных космических экспедиций // Инженерная экология. 2013. № 2 (110). С. 2-15.
2. Самсонов Н.М., Бобе Л.С., Гаврилов Л.И., Кочетков А.А., Курмазенко Э.А., Томашпольс-кий М.Ю., Романов С.Ю., Андрейчук П.О., Гузенберг А.С., Железняков А.Г., Протасов Н.Н., Рябкин А.М., Телегин А.А., Григорьев А.И., Баранов В.М., Синяк Ю.Е. Опыт работы регенера-ционных систем жизнеобеспечения экипажей на космических станциях «Салют», «Мир» и МКС // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2008. Т. 41. № 6/1. С. 10-12.
3. Гузенберг А.С. Регенерация и кондиционирование воздуха // Космическая биология и медицина. Обитаемость космических летательных аппаратов. Т. 2. М.- Вашингтон: Наука - AIAA. 1994. Гл. 9. С. 252-296.
4. Самсонов Н.М., Бобе Л.С., Гаврилов Л.И, Кочетков А.А., Курмазенко Э.А., Томашпольс-кий М.Ю., Романов С.Ю., Андрейчук П.О., Гузенберг А.С, Железняков А.Г., Протасов Н.Н., Рябкин А.М., Телегин А.А., Григорьев А.И., Баранов В.М., Синяк Ю.Е. Опыт работы регенераци-онных систем жизнеобеспечения экипажей на космических станциях «Салют», «Мир» и МКС
// Материалы международной конференции «Системы жизнеобеспечения как способ освоения человеком дальнего космоса». Москва. 24-27 сентября 2008 г. С. 80-81.
5. Абрамов И.П., Брюханов Н.А., Григорьев Ю.И., Зеленщиков Н.И., Романов С.Ю., Самсонов Н.М., Соколов Б.А. Системы жизнеобеспечения орбитальной станции «Мир» и Международной космической станции // Известия РАН. Энергетика. 2003. № 3. С. 33-52.
6. Прошкин В.Ю., Курмазенко Э.А., Гаврилов Л.И. Системный подход к созданию комплекса регенерационных систем жизнеобеспечения для обитаемых космических станций. // 9-я Международная конференция «Авиация и космонавтика — 2010». Москва. 16-18 ноября 2010 г. Тезисы докладов. СПб.: Мастерская печати. 2010. С. 145-146.
7. ГОСТ Р 50804-95. Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате. Общие медико-технические требования. М.: Госстандарт России, 1995. 118 с.
8. Бобе Л.С., Кочетков А.А., Самсонов Н.М., Романов С.Ю., Андрейчук П.О., Железняков А.Г., Синяк Ю.Е. Космические системы жизнеобеспечения: регенерация воды на космических станциях // Инженерная экология. 2013. № 2 (110). С. 34-50.
9. Романов С.Ю. Системы жизнеобеспечения МКС // Аэрокосмический курьер. 1999. № 2. С. 54-56.
10. Bobe L., Gavrilov L., Kochetkov А., KurmazenkoE., Andreychuk P., Zheleznyakov A., Romanov S., Sinyak Ju. Regeneration of water and atmosphere at space station: the experience gained on the Space Stations Salut, MIR, ISS and development prospects. 61th International Astronautical Congress, Prague, CZ. Copyright 2010 by the International Astronautical Federation. All rights reserved. P. 1-12.
11. Гузенберг А.С, Романов СЮ, Телегин АА., Юргин А.В. Разработка международного стандарта по системам обеспечения жизнедеятельности в космическом полете. // Космическая техника и технологии. 2013. № 1. С. 66-78. Статья поступила в редакцию 14.11.2014 г.
References
1. Romanov S.Yu., Guzenberg AS. Kosmicheskie sistemy zhizneobespecheniya: osnovnye trebovaniya k razrabotke sredstv zhizneobespecheniya ekipazhei dlitel'nykh kosmicheskikh ekspeditsii [Space Life-Support Systems: Basic requirements for the development of life-support equipment for crews of long - duration space expeditions]. Inzhenernaya ekologiya, 2013, no. 2 (110),pp. 2-15.
2. Samsonov N.M., Bobe L.S., Gavrilov L.I., Kochetkov A.A., Kurmazenko E.A., Tomashpol'skii M.Yu., Romanov S.Yu., Andreichuk P.O., Guzenberg A.S., Zheleznyakov A.G., Protasov N.N., Ryabkin A.M., Telegin A.A., Grigor'ev A.I., Baranov V.M., Sinyak Yu.E. Opyt raboty regeneratsionnykh sistem zhizneobespecheniya ekipazhei na kosmicheskikh stantsiyakh «Salyut», «Mir» i MKS [Operation experience of regenerative life-
support systems of crews on Space Stations Salyut, Mir and ISS]. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina, 2008, vol. 41, no 6/1, pp. 10-12.
3. Guzenberg A.S. Regeneratsiya i konditsionirovanie vozdukha [Air regeneration and conditioning]. Kosmicheskaya biologiya i meditsina. Obitaemost'kosmicheskikh letatel'nykh apparatov. Moscow - Washington, Nauka - AIAA publ, 1994. Vol. 2, ch. 9, pp. 252-296.
4. Samsonov N.M., Bobe L.S., Gavrilov L.I, Kochetkov A.A., Kurmazenko E.A., Tomashpol'skii M.Yu., Romanov S.Yu., Andreichuk P.O., Guzenberg A.S., Zheleznyakov A.G, Protasov N.N., Ryabkin A.M., Telegin A.A., Grigor'ev A.I., Baranov V.M., Sinyak Yu.E. Opyt raboty regeneratsionnykh sistem zhizneobespecheniya ekipazhei na kosmicheskikh stantsiyakh «Salyut», «Mir» i MKS [Operation experience of regenerative lifesupport systems of crews on Space Stations Salyut, Mir and ISS]. Materialy mezhdunarodnoi konferentsii «Sistemy zhizneobespecheniya kak sposob osvoeniya chelovekom dal'nego kosmosa», Moscow, 24-27september 2008, pp. 80-81.
5. Abramov I.P., Bryukhanov N.A., Grigor'ev Yu.I., Zelenshchikov N.I., Romanov S.Yu., Samsonov N.M., Sokolov B.A. Sistemy zhizneobespecheniya orbital'noi stantsii «Mir» i Mezhdunarodnoi kosmicheskoi stantsii [Life-support systems for the Mir Orbital Station and International Space Station]. Izvestiya RAN. Energetika, 2003, no. 3, pp. 33-52.
6. Proshkin V.Yu., Kurmazenko E.A., Gavrilov L.I. Sistemnyi podkhod k sozdaniyu kompleksa regeneratsionnykh sistem zhizneobespecheniya dlya obitaemykh kosmicheskikh stantsii [System approach to the development of regenerative life-support system complex for inhabited space stations]. 9-th Mezhdunarodnaya konferentsiya «Aviatsiya i kosmonavtika — 2010», Moscow, 16-18 november2010. Tezisy dokladov. St.-Petersburg, Masterskayapechatipubl., 2010. Pp. 145-146.
7. GOST R 50804-95. Sreda obitaniya kosmonavta v pilotiruemom kosmicheskom apparate. Obshchie mediko-tekhnicheskie trebovaniya [Habitable Environment of a cosmonaut in the manned spacecraft. General medical and technical requirements]. Moscow, GosstandartRossiipubl., 1995. 118p.
8. Bobe L.S., Kochetkov A.A., Samsonov N.M., Romanov S.Yu., Andreichuk P.O., Zheleznyakov A.G., Sinyak Yu.E. Kosmicheskie sistemy zhizneobespecheniya: regeneratsiya vody na kosmicheskikh stantsiyakh [Space Life-Support Systems: water regeneration on Space Stations]. Inzhenernaya ekologiya, 2013, no. 2 (110), pp. 34-50.
9. Romanov S.Yu. Sistemy zhizneobespecheniya MKS [ISS Life-Support Systems]. Aerokosmicheskii kur'er, 1999, no. 2, pp. 54-56.
10. Bobe L., Gavrilov L., Kochetkov A., KurmazenkoE., Andreychuk P., Zheleznyakov A., Romanov S., Sinyak Ju. Regeneration of water and atmosphere at space station: the experience gained on the Space Stations SAL UT, MIR, ISS and development prospects. 61th Internationa Astronautical Congress, Prague, CZ. Copyright 2010 by the International Astronautical Federation. All rights reserved. Pp. 1-12.
11. Guzenberg A.S., Romanov S.Yu., Telegin A.A., Yurgin A.V. Razrabotka mezhdunarodnogo standarta po sistemam obespecheniya zhiznedeyatel'nosti v kosmicheskom polete [Development of the international standard on life support systems for space flight]. Kosmicheskaya tekhnika i tekhnologii, 2013, no. 1,pp. 66- 78.
