Kaip Deguonis Gaminamas Erdvėlaivyje?

{h1}

Erdvėlaivyje pagamintas deguonis pagamintas naudojant deguonies generatorius. Sužinokite apie deguonį, pagamintą erdvėlaivyje.

Žemėje mes nuolat tiekiame gryną orą. Mes įkvepiame deguonies ir iškvepiame anglies dioksidą. Šios dujos yra perdirbamos augalų fotosintezės metu. Augalai pasisavina anglies dioksidą ir išskiria deguonį. Tai nuostabus ciklas didžiuliu mastu. Bet kas nutinka mažose, uždarose erdvėlaivių kajutėse, pavyzdžiui, kosminiuose šaudyklose ar kosminėse stotyse?

Daugelis erdvėlaivių su savimi turi deguonies atsargas ir gali turėti vieną atsarginę sistemą. Tačiau šių erdvėlaivių misijos trunka neilgai, laikantis dienų iki dviejų savaičių. Tarptautinė kosminė stotis (ISS), priešingai, buvo skirta ilgalaikiams skrydžiams į kosmosą ir buvo orbitoje nuo 1998 m. Taigi kaip deguonis gaminamas ISS? Tai tvarkoma vienu iš trijų būdų, naudojant deguonies generatorius, suslėgtus deguonies rezervuarus ar kieto kuro deguonies generatorius (dar vadinamus deguonies žvakėmis).

Pirminį metodą įgyvendina deguonies generatoriai: Rusijoje pagamintas elektronas ir JAV aplinkos kontrolės ir gyvybės palaikymo sistema (ECLSS). Elektronas yra aptarnavimo modulyje („Zvezda“), o ECLSS yra „Destiny“ laboratorijos modulyje. Šie prietaisai deguonį iš vandens gamina elektrolizės būdu, kurio metu per vieną teigiamai įkrautą elektrodą, vadinamą anodu, elektros srovė eina per kitą neigiamai įkrautą elektrodą, vadinamą katodu. Vandenyje yra nedidelė druskos koncentracija, kad jis galėtų praleisti elektrą, nes pats vanduo yra prastas elektros laidininkas. Proceso metu vanduo suskaidomas į vandenilio dujas ir deguonies dujas. Štai kaip veikia proceso chemija:

  • Prie katodo vadinama tam tikra reakcija sumažinimas atsiranda. Elektronai (e-) iš katodo derinti su vandeniu (H2O) gaminti vandenilio dujas (H2) ir hidroksido jonai (OH-): 2H2O (l) + 2e- -> H2 (g) + 2 OH- (aq).
  • Prie anodo vadinama tam tikra reakcija oksidacija atsiranda. Elektronai pašalinami iš vandens ir patenka į anodą. Pašalinus elektronus iš vandens, gaunamos deguonies dujos (O2) ir vandenilio jonai (H+): 2H2O (l) -> O2 (g) + 4 e- + 4 H+

Elektra gaminama iš stoties saulės kolektorių ir tiekiama deguonies generatoriams per stoties elektros tinklą. Vanduo į stotį iš Žemės bus tiekiamas „Progress“ laivais ir kosminiu šaudmeniu. Vandenį taip pat regeneruoja kondensatoriai, kurie pašalina vandens garus iš salono oro (astronautai iškvepia vandens garus). Galiausiai vandenį iš astronautų šlapimo gali perdirbti ECLSS skyrius. Elektrolizės metu susidariusios vandenilio dujos patenka į kosmosą, o deguonies dujos cirkuliuoja į salono orą.

Dabar pažvelkime į kitus būdus, kuriais TKS gamina deguonį.

Deguonies sukūrimas ISS laive

Vandens elektrolizė

Vandens elektrolizė

Kaip jūs dabar žinote, deguonies patekimas į Tarptautinę kosminę stotį (ISS) atliekamas vienu iš trijų būdų, naudojant deguonies generatorius, slėgio deguonies bakus ar kietojo kuro deguonies generatorius. Ankstesniame puslapyje mes kalbėjome apie deguonies generatorius. Dabar pakalbėkime apie kitus du metodus.

Antruoju metodu deguonis negaminamas, o greičiau tiekiamas į TKS iš Žemės. Kai „Progress“ tiekia laivus, europines automatines pervežimo transporto priemones arba stotyje esantį JAV kosmoso doką, jie pumpuoja deguonį į slėgio rezervuarus oro užrakto mazguose. Jie taip pat siurbia azoto dujas į kitas slėgines talpyklas tose oro užraktuose. Stoties atmosferos valdikliai tinkamai sumaišo dujas pagal Žemės atmosferą ir mišinį išplatina per kabiną.

Trečiasis metodas yra atsarginė sistema, gaminanti deguonį cheminių reakcijų metu. Sistema vadinama kieto kuro deguonies generatoriumi (SFOG) ir yra stoties aptarnavimo modulyje („Zvezda“). SFOG, kuris taip pat vadinamas deguonies žvakės arba chlorato žvakėsturi skardines, kuriose yra miltelių pavidalo natrio chlorato (NaClO3) ir geležies (Fe) milteliai. Uždegus SFOG, geležis „dega“ esant 1112 F laipsnių (600° C), kuri tiekia šilumos energiją, reikalingą reakcijai. Natrio chloratas suskaidomas į natrio chloridą (stalo druska - NaCl) ir deguonies dujas (O2). Dalis deguonies jungiasi su geležimi ir sudaro geležies oksidą (FeO):

600° C

NaClO3 (s) + Fe (s) -> 3O2 (g) + NaCl (-iai) + FeO (-ai)

SFOG tiekia 6,5 ​​žmogaus valandos deguonies vienam mišinio kilogramui. Rusijos kosminiai kosmetikai taip pat gamina deguonį naudodami SFOG.

Ateityje kosminėse stotyse ar kosminėse kolonijose NASA mokslininkai tikisi sukurti deguonį ir natūraliai pašalinti anglies dioksidą augindami augalus. Augalai tiekia kvėpuojamą orą ir yra maisto šaltinis astronautams. Viena problema, kurią reikia išspręsti, yra tai, kaip auginti didelius augalų kiekius mažose erdvėse - gyvenamosios vietos kosminėje stotyje yra ribotos.


Vaizdo Papildas: .




LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com