Кислород в космосе
Земляне — народ изысканный. Для дыхания подавай им кислород. И обязательно чтобы концентрация его была примерно 20 процентов.
Не могут они дышать и без углекислоты, которой не должно быть больше или меньше одного процента в атмосфере.
И чтоб температура была 15 — 25 градусов. Можно немного больше или немного меньше – дело вкуса. Но в общем
чтоб ни жарко, ни холодно.
И чтоб давление атмосферы равнялось 760 миллиметрам ртутного столба.
Наконец, влажность не меньше 50 и не больше 70 процентов.
Избаловала землян атмосфера. Без ее снисходительности жизнь была бы невозможна.
А вот Космос. Непоседливые и любознательные люди начали туда наведываться, правда пока еще ненадолго. Космос неприветлив и негостеприимен. Вечный холод. Нет кислорода, нет углекислоты. Полностью отсутствует давление. И совсем сухо. Если человек там появится без защиты, он весь вскипит и превратится в космическую пыль. Или мгновенно замерзнет. Или, если попадет под луч солнца, испепелится. И уж, конечно, не сможет дышать. Нечем.
Но все-таки человек стремится в эти нечеловеческие условия. Летит корабль по вселенной, по «ничему», и в корабле, в его надежной кабине, кусочек земной атмосферы.
Казалось бы, все просто. На Земле открыть двери корабля. Набрать атмосферы. Закрыть двери. И унести атмосферу с собой. Но человек дышит: поглощает кислород и выделяет углекислоту.
Кислорода становится меньше чем 20 процентов. Углекислоты — больше чем 1 процент. Человек задыхается. Можно, конечно, взять с собой кислород. Но сколько?
И вот в кабине устанавливают специальные аппараты, так называемые регенерационные установки. Они автоматически регулируют состав воздуха. Уменьшилось количество кислорода — аппарат включается. Начинаются химические реакции с образованием кислорода. Слишком много углекислоты — другие химические реактивы начинают взаимодействовать, реакции протекают с поглощением углекислоты из окружающего воздуха.
А если полеты дальние, многомесячные, многолетние? Реактивов не напасешься.
И находчивые земляне надеются на своих земных друзей. Растения дышат: поглощают углекислоту и выделяют кислород. Особенно активно и полезно для человека дышат водоросли. Кроме того, водоросли, в частности хлорелла,— великолепное питательное средство. На водоросли и рассчитывает человек, собираясь лететь на другие планеты. Водоросли будут усваивать свет, поглощать углекислоту и выделять кислород. «Товарообмен» без какого-либо обмана. Для обоюдного благополучия.
С газами кабины мы справились. Но охлаждаются стены кабины. За ними внутренность корабля. А потом человек, находящийся внутри кабины. Чтобы этого не произошло, созданы автоматические обогреватели. Имеется терморегулятор, как в холодильнике или электроутюге. Температура снизилась ниже нормы — включились обогреватели. Кабина нагрелась — печка выключилась. А не выключится — начнется перегрев (что и случилось с обоими американскими космонавтами: и у Гленна и у Карпентера температура доходила до 50 градусов).
Если наступил перегрев, охлаждающая жидкость (или, как ее называют, «жидкий хладоагент») поступает в радиаторы и начинает снижать температуру атмосферы корабля. (Вот тут, по-видимому, и не сработало что-то в американских космических кораблях.)
Регулировка газа, температуры, давления создает приемлемый микроклимат в кабине космонавта.
Микроклимат — это температура, воздух, давление, влажность. Сегодня у наших космонавтов есть все климатические условия для коротких полетов. Остальные условия — технические и биологические.
Материал подготовлен сайтом /
Лучшие рассказы
- «Жизнь во Вселенной»
- «Пришельцы из космоса»
- «Пыль в космосе»
- «Спутники в солнечной системе»
- «Астероиды – маленькие планеты»
- «О Луне и затмении Солнца»
- «Солнце — желтый карлик «
- «Земля глазами марсиан»
- «Радиосигналы от Звезд»
- «Температура космоса»
- «Звездные величины – яркость звезд»
- «Возникновение Солнечной системы»
Реклама
© 2009 — 2016 Космос | Рассказы о космосе | Маленькие рассказы о большом космосе | Космос реферат | Карта сайта
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт «Рассказы о космосе» обязательна AstralTravel.ru
Почему в космосе нет кислорода?
Вопрос звучит — почему нет кислорода (я так понимаю вы имеете в виду воздух?). Если подразумевать под Космосом не всю Вселенную, а именно безвоздушное пространство, которое начинается на высоте 200 — 300 км, то кислород там действительно есть, но в очень малом количестве — несколько атомов на кубический метр, а в межзвездном пространстве или в межгалактическом — и того меньше — несколько атомов на куб. км. В молекулярном состоянии кислород существовать не может из-за радиоактивного излучения Солнца.
В газовых туманностях плотность вещества в миллиарды раз ниже, чем плотность простого комнатного воздуха. И хотя на фото Хаббла эти туманности выглядят красивыми облаками, если вы попадете в нее, вы даже и не поймете, что вы в туманности. Все это из-за летучести газа,атомы которого слабо взаимодействуют между собой и рассеиваются по космосу. А над Землей атмосфера держится только благодаря гравитации и относительно высокой плотности.
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
в избранное ссылка отблагодарить
[пользователь заблокирован] [37.7K]
Я еще забыл написать, что магнитное поле Земли играет большую роль в сохранении плотной атмосферы. У Марса магнитного поля нет и его атмосфера понемногу рассеиваться под влиянием солнечного ветра. — 10 лет назад
Грустный Роджер [418K]
Эт-то как. Можете пояснить, каким образом магнитное поле удерживает аомосферу? — 10 лет назад
[пользователь заблокирован] [37.7K]
Под действием излучения солнца молекулы кислорода распадаются на атомы. Магнитное поле защищает атмосферу. На Венере и Марсе такого нет и атмосфера этих планет постепенно развеивается под действием солнечного ветра. Как-то так. — 10 лет назад
Грустный Роджер [418K]
Вовсе не так.
На Венере магнитного поля тоже нет, а атмосфера куда плотнее земной. Да и солнечный ветер и на Земле, и на Венере существенно интенсивнее, чем на Марсе.
На досуге почитайте, что такое «распределение Максвелла», и подумайте, как оно связано со всторой космичечкой скоростью. — 10 лет назад
[пользователь заблокирован] [37.7K]
Диссипация атмосфер, атмосфера Венеры приближена по устойчивости к Земной. Однако, cit. Википедию: В связи с отсутствием собственного магнитного поля, солнечный ветер проникает глубоко в планетарную экзосферу, что ведет к существенным потерям атмосферы. Потери происходят в основном посредством хвоста магнитосферы. В настоящее время основными типами ионов, которые уходят из атмосферы, являются O+, H+ и He+. Отношение ионов водорода к кислороду составляет около 2 (то есть почти стехиометрическое), то есть указывает на непрекращающуюся потерю воды. — 10 лет назад
Грустный Роджер [418K]
Должен Вас разочаровать — это далеко не основной механизм потери (кстати, ионы азота-то чем хуже?). К тому ж в атмосфере Венеры ни кислорода, ни воды практически нет.
И основной механизм — это чисто убегание молекул из верхних слов из-за распределения Максвелла: при любой температуре ВСЕГДА найдутся полекулы, скорость которых превышает вторую космическую. Вот они и улетают. Без всякого солнечного ветра. Поскольку вторая космическая скорость зависит от массы, то чем планета легче — тем быстрее она теряет свою атмосферу (Марс тому пример). — 10 лет назад
[пользователь заблокирован] [37.7K]
Я с Вами согласен. Но, прочитайте о таком явлении, как диссипация атмосфер планет, и о ее причинах, солнечный ветер (наряду с распределением Максвелла) играет в ней значительную, хоть и не основную роль — в случае с Венерой — 1/3 нетермической диссипации. Весь этот процесс нужно рассматривать в комплексе. Например, атмосфера Титана — каким образом спутник размером с Меркурий не растерял свою атмосферу — есть какие-то внутренние источники пополнения? — 10 лет назад
Грустный Роджер [418K]
Сравните температуру на Меркурии и на Титане. А потом ещё раз — ВНИМАТЕЛЬНО — почитайте про распределение Максвелла. — 10 лет назад
Кислород в космосе можно быстро получить из воды и магнитов
Поддержание дыхания космонавтов на борту Международной космической станции и космических аппаратов — процесс сложный и дорогостоящий. Человечество планирует миссии на Луну и Марс, но для них нужны более совершенные технологии. Возможно, такой вариант уже найден.
08.05.2023, ПН, 13:09, Мск
Международная группа ученых предложила потенциально успешный способ получения кислорода в космосе с помощью магнетизма. Эта технология — важный прорыв в производстве кислорода из воды без выталкивающей силы.
На МКС кислород вырабатывается с помощью электролитической ячейки, которая расщепляет воду на водород и кислород, но после этого требуется удалить эти газы из системы. Однако проблема в том, что адаптация той же технологии для применения на Марсе приведет к таким значительным потерям массы и надежности, что ее использование не имеет там абсолютно никакого смысла.
Отсутствие гравитации затрудняет извлечение кислорода в космосе
Например, на Земле пузырьки CO2 быстро всплывают наверх в стакане газировки. Но если гравитации нет, как в космосе, этим пузырькам некуда деваться. Вместо этого они остаются во взвешенном состоянии в жидкости. NASA в настоящее время использует центрифуги для вытеснения газов, но это оборудование очень громоздкое и требует значительной мощности, а также ему нужно обслуживание. Недавние же эксперименты демонстрируют, что в некоторых случаях магниты могут достигать тех же результатов.
Диамагнетизм — явление хорошо известное и понятное. Однако использование диамагнитных сил инженерами в космосе пока не было полностью изучено из-за того, что в космосе нет гравитации, но она есть на Земле — это мешает изучить явление в условиях космоса. Для исследования, опубликованного в npj Microgravity, его авторы обратились к Башне падения (Фаллтурму) в Бремене, Германия — научному объекту высотой 146 метров, который имитирует условия микрогравитации. Башню построили еще в 1988–1989 годах, чтобы воспроизвести условия невесомости и микрогравитации. Внутри сооружения находится вертикальная полностью герметичная труба высотой 110 метров, изготовленная из усиленного бетона. В ней свободное падение объекта длится 10 секунд. свободного падения объекта достигает 10 секунд.
В башне исследователи воспроизвели процедуру отделения пузырьков газа от поверхностей электродов в условиях микрогравитации, генерируемых в течение 9,2 секунды в башне. Эксперимент продемонстрировал, что пузырьки газа могут притягиваться и отталкиваться от простого неодимового магнита в условиях микрогравитации путем погружения их в различные типы водного раствора. Таким образом, можно сделать вывод, что концепция будет работать в условиях невесомости.
По словам авторов эксперимента, исследование откроет новые возможности для ученых и инженеров, разрабатывающих кислородные системы, а также другие космические технологии, связанные с фазовыми переходами жидкости в газ. Например, оно может быть полезно для долгосрочных космических полетов. Исследователи предположили, что эффективное производство кислорода и, например, водорода может быть достигнуто даже в ближайшем будущем.
Космос и здоровье: необходима осторожность
Но в чем конкретно состоит риск для здоровья человека?
Внимание прессы на прошлой неделе привлек японский астронавт Норисигэ Канаи, который заявил, что вырос за три недели пребывания на борту Международной космической станции на целых 9 см.
- На сломанном зонтике — в космос? Надо же с чего-то начинать!
- Что с нами произойдет, если исчезнет гравитация?
Позднее он признал, что ошибся в своих подсчетах и рост составил всего 2 см, что представляет собой обычное последствие длительного пребывания в условиях микрогравитации.
Позвонки в теле человека, освободившись от сдавливающего их вертикального давления земной гравитации, распрямляются, вызывая изменение роста. Но очень скоро после возвращения на Землю рост человека возвращается к норме.
Что происходит с человеком за год в космосе?
Обычно члены экипажа МКС проводят на ее борту по шесть месяцев, но иногда бывают исключения из этого правила. Например, американец Скотт Келли поставил в 2016 году рекорд, проведя в компании с российским космонавтом Михаилом Корниенко 340 суток в космосе.
Целью этого эксперимента было достижение лучшего понимания того, что именно происходит с человеческим организмом под воздействием микрогравитации, радиации и изоляции.
У Скотта есть брат-близнец Марк, который оставался на Земле. Поэтому воздействие долгосрочного воздействия космоса на его организм можно было изучать методом сравнения с идентичным организмом его брата.
После возвращения на Землю Скотт прошел интенсивный курс обследования. Выявился целый ряд проблем.
«Я испытывал боль в мускулах, утрату гибкости, уменьшение костной массы и атрофию мускулов. Также наблюдались некоторая отечность и рост внутричерепного давления», — рассказывает Скотт.
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
Конец истории Реклама подкастов
Микрогравитация может приводить также к возникновению отёков, вызванных приливом крови в верхней части тела, повышению артериального и внутричерепного давления, что отрицательно воздействует на зрение и состояние многих внутренних органов. Роль правильного питания и физических упражнений становится очень важной, требуются также специальные меры, например, прием лекарств и ношение специальной одежды.
Жизнь в условиях изоляции и в стесненном пространстве может приводить и к психологическим трудностям. Отсутствие естественного суточного ритма может вызывать депрессию и проблемы со сном. На борту МКС используется светодиодное освещение, которое имитирует естественную смену света и тьмы на Земле.
В условиях замкнутого пространства меняется также микрофлора человеческого организма. Иммунная система ослабевает, и поэтому приходится тщательно контролировать на присутствие микробов и вирусов образцы крови, мочи и слюны обитателей станции.
Воздействие радиационного облучения на борту МКС намного сильнее, чем на поверхности Земли. Возрастает риск возникновения раковых заболеваний и заболеваний нервной системы. МКС находится на постоянной орбите высотой около 400 км и поэтому внутри магнитного поля Земли, что сокращает степень радиационного облучения космическими лучами и ультрафиолетовым излучением. Однако участники более дальних полетов столкнутся с серьезными проблемами.
Любые возможные полеты к Марсу сопряжены с серьезным риском для здоровья человека. НАСА изучает все имеющиеся сейчас данные о том, что может понадобиться человеку в ходе такого полета и возвращения на Землю, а также во время пребывания на поверхности планеты.
Будущие участники такой экспедиции должны будут уметь контролировать состояние своих организмов, а также располагать запасом продовольствия и лекарственных средств.