Жизнеобеспечение это:

Жизнеобеспечение
        в космическом полёте, системы жизнеобеспечения (СЖО), комплекс мероприятий, направленных на обеспечение жизнедеятельности экипажа космического корабля на протяжении полёта. Верхние слои атмосферы Земли и тем более космическое пространство, условия на поверхности планет Солнечной системы непригодны для жизни высокоорганизованных существ, включая человека. Поэтому жизнь и деятельность человека в космическом пространстве может быть обеспечена созданием в космических кораблях, на искусственных спутниках Земли или планетных станциях искусственной среды обитания, близкой к оптимальной области диапазона жизни на Земле, в её биосфере (См. Биосфера). Это относится как к воздушной среде — искусственной атмосфере корабля, так и к тем элементам среды, в широком смысле слова, которые необходимы для питания и поддержания водного баланса организма человека.
         Существование человека основано на непрерывном обмене вещества и энергии с окружающей средой. Создание возможностей для этого является функцией СЖО. Т. о., СЖО — комплекс устройств, агрегатов и запасов веществ, обеспечивающих необходимые условия жизнедеятельности экипажа в течение всего полёта. Частные системы (подсистемы) этого комплекса обеспечивают соответствующие им отдельные стороны жизнедеятельности (обмена веществ) организма: питание, водный обмен, газообмен, теплообмен (терморегулирование), отправление естественных надобностей и т. д. Такова типовая структура СЖО в наиболее часто употребляемом узком значении этого термина. СЖО могут быть коллективными (СЖО космических кораблей и планетных станций) и индивидуальными, например автономные СЖО, применяемые вместе со скафандрами.
         В более широком смысле к сфере СЖО иногда относят все остальные устройства и предметы, служащие для обеспечения гигиенических, бытовых, культурных и эстетических потребностей экипажа. Необходимость наиболее полного удовлетворения этих потребностей существенно возрастает с увеличением продолжительности пребывания экипажа в космосе, когда эти стороны деятельности человека могут приобретать значение жизненно важных факторов. Частные СЖО делятся на нерегенеративные, предусматривающие создание бортовых запасов пищи, воды, кислорода, и регенеративные, основанные на регенерации этих веществ из продуктов жизнедеятельности человека или др. обитателей космических кораблей и спутников.
         Принципиальная возможность регенерации всех необходимых для жизнедеятельности человека веществ основана на том, что организм выделяет в составе продуктов жизнедеятельности все те химические элементы, которые он получил в виде пищи и воды, а также поглощённый при дыхании кислород. Т. о., практически создаётся замкнутый круговорот необходимых веществ. Регенерация пищевых веществ (из углерода углекислого газа, воды, минеральных элементов мочи и кала) может быть, в принципе, осуществлена при использовании способных к фото- или хемосинтезу автотрофных организмов. Ведутся также поисковые исследования по искусственному синтезу пищевых углеводов из углекислого газа и воды.
         При расчётах СЖО исходят из потребности человека в пище, воде и кислороде, а также из количества выводимых продуктов жизнедеятельности, что вместе составляет материальный баланс обмена веществ в организме человека (см. табл. 1). Помимо этого, в СЖО предусматривается запас воды для туалета, количество которой при нерегенеративных системах и кратковременных полётах около 100 г/чел-сут; при длительных полётах это количество увеличивается до 2—2,5 кг/чел-сут. Вода составляет (в зависимости от количества её для туалетных надобностей) 60—80% от массы запасаемых веществ. Поэтому регенеративные системы водообеспечения делают весовой баланс СЖО ниже, чем СЖО с нерегенеративными системами (пропорционально числу членов экипажа и длительности полёта). Исходя из этого, при расчётах СЖО материальный баланс измеряется в чел-сут.
         Табл. 1. — Примерный материальный баланс обмена веществ человека
        --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        | Потребление,                                | Выделение,                                              |
        | г/чел-сут                                       г/чел-сут                                                  |
        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Пища                 | 500                    | Углекислый газ        | 930                          |
        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Кислород           | 800                    | Водяные пары         | 840                          |
        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Воды                 | 2200                  | Моча                       | 1500                        |
        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        |                          |                          | Кал                         | 230                          |
        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Итого                 | 3500                  | Итого                      | 3500                        |
        --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
         Разнообразием принципиальных подходов и решений отличается система обеспечения кислородом (см. табл. 2). Приведённые в таблице методы регенерации кислорода являются лишь наиболее разработанными и не исчерпывают возможных технологических принципов регенерации. Методика и аппаратура для регенерации кислорода электролизом воды позволяет обеспечить Газообмен человека с помощью установки, которая весит около 30 кг, при электрической мощности около 10 вт на 1 л кислорода. Биологическая регенерация кислорода может быть осуществлена фотосинтезирующими одноклеточными водорослями, из которых наиболее изучена Хлорелла. В лабораторных экспериментах длительностью до 60 сут показана возможность обеспечения газообмена человека при объёме культуры водорослей порядка 20—30 л на человека и затрате минеральных солей около 50 г/чел-сут. Такая система одновременно обеспечивает и поглощение выделяемого человеком углекислого газа. В более сложных вариантах фотосинтетической регенеративной системы расход минеральных солей может быть в несколько раз уменьшен в связи с использованием минеральных элементов мочи. В этом случае одновременно обеспечивается наиболее энергоёмкий этап регенерации воды из мочи — испарение. Кроме того, часть биомассы водорослей может быть использована в пищевом рационе человека (до 20% белковой части рациона). Применение хемосинтетических газообменников на основе водородокисляющих бактерий целесообразно при наличии электролизной системы, когда получаемый в ней водород не утилизируется для гидрирования углекислого газа, окиси углерода или метана в приведённых физико-химических процессах. Помимо компенсации убыли кислорода, для поддержания состава атмосферы корабля необходимо также удалять избыток углекислого газа и водяных паров. Двуокись углерода может быть удалена физическими методами (вымораживание, конденсация) и применением щелочных химических поглотителей. Более экономично использовать регенерируемые сорбенты (цеолиты, карбонаты). Попеременная работа двух патронов с цеолитом в режиме «сорбция-десорбция» обеспечивает поглощение углекислого газа, выделяемого 2 членами экипажа при массе установки около 40 кг.
        Табл. 2. — Основные технологические принципы систем регенерации кислорода,
        ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        |                     | Нерегенеративные системы                                                                       |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        |                     | физические        | физико-химические     | химические                               |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Формы          | Молекуляр-        | Химически связанный | Химически связанный в            |
        | запасае-       | ный кислород:    | в форме воды             | составе: перекисей,                  |
        | мого             | газообразный,    |                                   | надперекисей и озонидов          |
        | кислорода     | жидкий               |                                   | щелочных металлов,                 |
        |                     |                           |                                   | перхлоратов, перекиси              |
        |                     |                           |                                   | водорода                                  |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Способы       | Ступенчатая       | Электролиз воды        | Химическое разложение            |
        | мобили-        | редукция газа     | (свободной или           | кислородных соединений          |
        | зации запаса | высокого            | связанной                   | металлов при поглощении ими  |
        |                     | давления:           | фосфорным                | воды и углекислоты ,                |
        |                     | испарения          | ангидридом)               | каталитическое разложение      |
        |                     | сжиженного газа |                                   | перекиси водорода                   |
        |                     | и редукция         |                                   |                                                  |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Источники     | Внутренняя        | Внешние источники     | Энергия экзотермических          |
        | энергии         | энергия сжатого | энергии                       | реакций                                     |
        |                     | или сжиженного  |                                   |                                                  |
        |                     | газа                    |                                   |                                                  |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        |                     | Регенеративные системы                                                                          |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        |                     | Физико-химические                                 | Биологические                          |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Источники     | Углекислый газ и вода, выделяемые       | Углекислый газ и вода,              |
        | кислорода     | человеком как продукты окисления         | выделяемые человеком как       |
        |                     | пищевых веществ                                   | продукты окисления пищевых   |
        |                     |                                                               | веществ                                    |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Методы        | Электролиз воды: прямое                       | Фотосинтез зеленых растений,  |
        | регенера-      | восстановление углекислого газа            | хемосинтез автотрофных          |
        | ции               | водородом до углерода и воды с            | бактерий (напр.,                        |
        |                     | последующим электролизом воды,         | водородоокисляющих)              |
        |                     | восстановление углекислого газа            |                                                  |
        |                     | водородом до метана (или окиси            |                                                  |
        |                     | углерода) и воды с последующим           |                                                  |
        |                     | электролизом воды                                 |                                                  |
        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Форма          | Тепловая, электрическая                        | Для фотосинтеза – световая,    |
        | потребляе-    |                                                               | для хемосинтеза –                    |
        | мой энергии  |                                                               | электрическая (для получения  |
        |                     |                                                               | водорода)                                 |
        ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
         Избыток водяных паров из воздуха может удаляться с помощью нерегенерируемых химических поглотителей, регенерируемых сорбентов (цеолиты), а также физическими методами — вымораживанием и конденсацией. В существующих космических кораблях часть водяных паров конденсируется на холодных поверхностях жидкостно-воздушных теплообменников, входящих в систему терморегулирования обитаемых кабин.
         Частные СЖО — регенерации кислорода, удаления углекислого газа и воды — составляют единый комплекс обеспечения состава атмосферы корабля. Иногда к этой системе относят также систему терморегулирования и фильтры очистки воздуха от вредных примесей. Функции этих систем могут выполняться отдельными независимыми устройствами. Так, в частности, была решена СЖО атмосферы в американских кораблях «Меркурий», «Джемини» и «Аполлон», основанная на запасах кислорода, нерегенерируемых поглотителей углекислого газа и водяных паров. Химические системы обеспечивают сопряженность рассматриваемых процессов в пределах одной системы. Именно такое решение было использовано в сов. кораблях «Восток», «Восход» и «Союз», где применялась нерегенеративная система на основе надперекиси щелочного металла. Выделение кислорода регенеративным веществом связано с вполне определёнными количествами поглощаемой воды и углекислого газа (рис.).
         Система водообеспечения основывается на запасах воды. В космическом корабле «Аполлон» питьевая вода вырабатывалась также из запасов кислорода и водорода, «сжигавшегося» в электрохимических генераторах (топливных элементах) для получения электроэнергии. Разработаны различные физико-химические методы регенерации воды из конденсата мочи и атмосферной влаги. Конденсат атмосферных паров достаточно эффективно очищается от неизбежных органических примесей каталитическим окислением, а также с помощью ионообменных смол и углей. В наиболее разработанных методах регенерации воды из мочи используются режимы испарения при различных давлении и температуре, с последующим каталитическим окислением загрязняющих примесей в паровой фазе и очисткой получаемого конденсата сорбентами. Данные методы позволяют регенерировать большую часть потребляемой воды, а при дальнейшем их совершенствовании — добиться практически замкнутого цикла её регенерации.
         В отличие от предыдущих систем, обеспечение пищей не имеет ближайших перспектив перехода к регенеративным системам. Запасы пищи в космическом корабле состоят из продуктов и готовых блюд, консервированных в их естественном состоянии или в обезвоженном виде (см. Лиофилизация). Регенерация пищевых веществ возможна на основе использования фотосинтезирующих зелёных растений. Поскольку при этом также решается задача поглощения углекислого газа и регенерации воды, то возможно создание СЖО по типу закрытой экологической системы (См. Экологическая система), основанной на замкнутом биологическом круговороте ограниченного количества вещества. Нужные для человека вещества непрерывно воссоздаются в такой системе благодаря жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Для этого следует расположить комплекс необходимых организмов (см. Биокомплекс) в такую функциональную замкнутую цепь, включающую и человека, где «выходные» характеристики предыдущего звена соответствуют параметрам «входа» последующего. В результате такой организации материально-энергетических отношений между элементами системы возникает новое качество — целостная система высшего порядка, обладающая свойствами закрытой термодинамической системы. Такая система в принципе способна к автономному существованию без поступления вещества извне, насколько это позволит степень согласованности входных и выходных характеристик смежных звеньев системы. При этом впервые возникает ситуация, когда существование самой системы становится в зависимость от жизнедеятельности человека как одного из её функциональных элементов. Эта зависимость настолько велика, что привычное представление о СЖО, как о чём-то внешнем по отношению к человеку, теряет своё основание, поскольку человек здесь является объектом обеспечения в той же мере, в какой он сам необходим в качестве составной части системы как целого. Это показывает всю условность термина СЖО по отношению к закрытым экологическим системам, включающим человека.
         Лит.: Проблемы космической биологии, т. 5—7, Л. — М., 1967; Космическая биология и медицина, М., 1966.
         О. Г. Газенко.
        
        Принципиальная схема системы регенерации и кондиционирования воздуха корабля — спутника «Восток»: 1 — вентилятор; 2, 3, 4 — регенераторы с регулирующим устройством; 5, 6 — осушители; 7, 8 — краны с ручным управлением; 9 — автоматический кран; 10 — жидкостно-воздушный теплообменник; 11 — шторка радиатора; 12 — исполнительный механизм (привод шторки); 13 — усилитель; 14 — задатчик температуры; 15 — датчик температуры; 16 — сигнализатор и измеритель влажности; 17 — измеритель давления; 18 — измеритель температуры; 19 — приборная доска; 20, 21, 22, 23 — датчики давления, температуры, влажности; 24, 25, 26 — газоанализаторы O2 и CO2; 27 — фильтры вредных примесей; 28 — противопылевой фильтр; 29 — блок терморегулирования.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Жизнеобеспечение" в других словарях:

  • жизнеобеспечение — жизнеобеспечение …   Орфографический словарь-справочник

  • ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЕ — комплекс систем и мероприятий, обеспечивающих жизнедеятельность человека в космическом полете, при выходе в открытый космос и на поверхность небесных тел. Различают системы жизнеобеспечения открытые (содержат запасы кислорода, пищи, воды, отходы… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЕ — комплекс систем и мероприятий, обеспечивающих жизнедеятельность человека в космическом полете, при выходе в открытый космос и на поверхность небесных тел. Различают системы жизнеобеспечения открытые (содержат запасы кислорода, пищи, воды, отходы… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЕ — ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЕ, я, ср. (спец.). Обеспечение сохранения и нормального протекания жизни. Система жизнеобеспечения в космическом корабле. Ж. в условиях Севера. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЕ — комплекс систем, устройств, агрегатов, мероприятий, а также запасы продуктов питания, воды, кислорода и др. веществ, обеспечивающих безопасную жизнедеятельность (обмен веществ) и работоспособность человека в герметичных отсеках космического… …   Большая политехническая энциклопедия

  • жизнеобеспечение — (разг.) ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЕ, я; ср. Обеспечение условий сохранения жизни. Система жизнеобеспечения в космическом корабле. * * * жизнеобеспечение комплекс систем и мероприятий, обеспечивающих жизнедеятельность человека в космическом полёте, при… …   Энциклопедический словарь

  • жизнеобеспечение — I жизнеобеспе/чение = жизнеобеспече/ние; (разг.) Обеспечение условий сохранения жизни. Система жизнеобеспечения в космическом корабле. II жизнеобеспече/ние я; ср.; см. жизнеобеспечение II …   Словарь многих выражений

  • жизнеобеспечение — комплекс мероприятий, направленных на создание и поддержание в некотором изолированном объеме (в кабине космического корабля, в скафандре и т. п.) условий, необходимых для сохранения жизни, здоровья и работоспособности людей; включает создание и… …   Большой медицинский словарь

  • Жизнеобеспечение — ср. Комплекс систем и мероприятий, обепечивающих жизнедеятельность человека в космическом полете или в других экстремальных условиях. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • жизнеобеспечение — жизнеобеспечение, жизнеобеспечения, жизнеобеспечения, жизнеобеспечений, жизнеобеспечению, жизнеобеспечениям, жизнеобеспечение, жизнеобеспечения, жизнеобеспечением, жизнеобеспечениями, жизнеобеспечении, жизнеобеспечениях (Источник: «Полная… …   Формы слов

Книги

Другие книги по запросу «Жизнеобеспечение» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»