Astronaut Daniel W. Bursch, Expedition Four flight engineer, arbetar på Elektron Oxygen Generator i Zvezda Service Module på International Space Station (ISS). Bild med tillstånd av NASA På jorden, vi har en konstant tillförsel av frisk luft. Vi andas in syre och andas ut koldioxid. Dessa gaser återvinns av växter genom fotosyntesprocessen. Växterna tar upp koldioxid och släpper ut syre. Det är en underbar cykel i stor skala. Men vad händer i det lilla, begränsade hytter för rymdfarkoster, som rymdfärjan eller rymdstationer?
De flesta rymdfarkoster bär sin egen syretillförsel med sig och kan ha ett reservsystem. Dock, uppdrag av dessa rymdfarkoster varar en kort tid, i storleksordningen dagar till två veckor. I kontrast, den internationella rymdstationen (ISS) var utformad för långsiktig rymdfärd och har varit i omloppsbana sedan 1998. Så hur syre tillverkas ombord på ISS? Det hanteras på ett av tre sätt, använder syregeneratorer, syrgasbehållare under tryck eller syregeneratorer med fast bränsle (även kallade syrgasljus).
Den primära metoden åstadkoms av syregeneratorerna:den ryska tillverkade Elektronen och U.S. Environmental Control and Life Support System (ECLSS). Elektronen ligger i servicemodulen (Zvezda) och ECLSS finns i Destiny -laboratoriemodulen. Dessa enheter gör syre från vatten genom en process som kallas elektrolys, under vilken en elektrisk ström passerar genom vatten från en positivt laddad elektrod som kallas en anod till en annan negativt laddad elektrod som kallas en katod. Det finns en liten koncentration av salt i vattnet för att leda elektricitet eftersom själva vattnet är en dålig elektrisk ledare. I processen, vatten delas upp i vätgas och syrgas. Så här fungerar processens kemi:
Elen genereras av stationens solpaneler och levereras till syregeneratorerna via stationens elnät. Vattnet levereras till stationen från jorden av Progress -leveransfartyg och rymdfärjan. Vatten återvinns också av kondensatorer som tar bort vattenånga från kabinluften (astronauter andas ut vattenånga). Till sist, vatten kan återvinnas från astronauternas urin av ECLSS -enheten. Den vätgas som produceras i elektrolysprocessen ventileras ut i rymden och syrgaset cirkuleras till kabinluften.
Låt oss nu titta på de andra sätten för vilka ISS producerar syre.
Vattenelektrolys HSW Som ni nu vet, att få syre ombord på International Space Station (ISS) hanteras på ett av tre sätt, använder syregeneratorer, syrgasbehållare under tryck eller syregeneratorer med fast bränsle. På föregående sida, vi pratade om syregeneratorerna. Nu, låt oss prata om de två andra metoderna.
I den andra metoden, syre bildas inte, utan snarare levererad till ISS från jorden. När Progress levererar fartyg, Europeiska automatiserade transportfordon, eller den amerikanska rymdfärjedockan vid stationen, de pumpar syre i trycksatta tankar vid airlock noder. De pumpar också kvävgas till andra trycksatta tankar vid dessa spärrar. Stationens atmosfäriska kontroller blandar gaserna i rätt proportioner till jordens atmosfär och cirkulerar blandningen genom kabinen.
Den tredje metoden är ett reservsystem som gör syre genom kemiska reaktioner. Systemet kallas syregeneratorn för fast bränsle (SFOG) och ligger i stationens servicemodul (Zvezda). SFOG, som också kallas syrgasljus eller kloratljus , har kapslar som innehåller en blandning av pulveriserat natriumklorat (NaClO 3 ) och järn (Fe) pulver. När SFOG tänds, järnet "brinner" vid 1112 grader F (600 grader C), som ger den värmeenergi som krävs för reaktionen. Natriumkloratet bryts ner till natriumklorid (bordsalt-NaCl) och syrgas (O 2 ). En del av syret kombineras med järn för att bilda järnoxid (FeO):
600 ° C
NaClO 3 (s) + Fe (s) -> 3O 2 (g) + NaCl (s) + FeO (s)
SFOG levererar 6,5 manstimmar syre per kilo blandningen. Ryska rymdräkter gör också syre med SFOG.
I framtida rymdstationer eller rymdkolonier, NASA -forskare hoppas kunna skapa syre och eliminera koldioxid naturligt genom att odla växter. Växterna skulle leverera luft som andas och vara en matkälla för astronauterna. Ett problem som måste lösas, fastän, är hur man odlar ett stort antal växter i små utrymmen - boytan ombord på en rymdstation är begränsad.
Ursprungligen publicerat:22 feb. 2011
