Flüssigkeitsleitungen an Bord

Wenn eine Frachtmission in Richtung der ISS geflogen wird, müssen mindestens vier verschiedene Arten von Flüssigkeiten in die bzw. aus der Station transportiert werden:

  • Treibstoff für Zvezdas Triebwerke
  • Wasser
  • Abwasser
  • Sauerstoff

Wie wird dies verwaltet? Sind die Docking-Ports speziell für jede Art von Flüssigkeit ausgestattet? Wie wird die Flüssigkeit in der Station bewegt (dh gibt es Abwasserleitungen)? Was treibt die Flüssigkeiten an? Gibt es Pumpen an der Tankstelle, am Fahrzeug oder an beiden?

Abschließend: Wie wird dieses System in der Mikrogravitation aufrechterhalten? Sie können zwar Flüssigkeiten pumpen, aber wie entleeren Sie die Rohre, falls Sie daran arbeiten müssen?

Das Ablassen sollte einfach genug sein; offene Rohrleitungen zum Weltraum und der Inhalt sollte schnell verdunsten und/oder sublimieren.
Auf der Mir hatte der hintere Docking-Port Kraftstoffanschlüsse, aber Kvant blockierte ihn, sodass Progress den Kraftstoff für seine Motoren verwenden musste, um einen Neustart durchzuführen. Zvezda ist im Grunde Mir-2, also nehme ich an, dass es dasselbe hat.

Antworten (1)

Mit Ausnahme des Treibmittels für Zvezdas Triebwerke, das ziemlich einfach und ziemlich kurz ist, fragen Sie nach den Umweltkontroll- und Lebenserhaltungssystemen (ECLSS) der Raumstation. Die Verrohrung für den Antrieb ist recht einfach. Diese Leitungen gibt es seit den Anfängen der Raumfahrt. Die für die Lebenserhaltung benötigte Verrohrung ist alles andere als einfach. Es folgt ein vereinfachtes Diagramm:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Quelle: NASA (also kein Copyright), via Wikipedia .


Die Bereitstellung von Brennstoff und Oxidationsmittel für die Raketen auf der Raumstation ist extrem einfach im Vergleich zu dem Problem, den Menschen auf der Raumstation nutzbares Wasser und eine atembare Atmosphäre bereitzustellen. Die Raumstation hat Lecks, die eine regelmäßige Versorgung mit Atematmosphäre erfordern. Menschen verbrauchen Wasser und Sauerstoff und produzieren Kohlendioxid. Dieses CO 2 muss kontinuierlich (siehe Apollo 13 ) aus der Atematmosphäre entfernt werden, damit die Besatzung nicht vergiftet wird. Die Besatzung kann auch durch Spurenverunreinigungen in der Atematmosphäre vergiftet werden.

Wasser aus menschlichen Exkrementen in den Toiletten der Raumstation (sowohl Nr. 1 als auch Nr. 2) wird mit Spezialgeräten sorgfältig gereinigt. Dieses Abwasser wird dann elektrolysiert, um Wasserstoff und Sauerstoff zu bilden. Der Wasserstoff wird als Abfall über Bord gelassen, während der Sauerstoff zurück in die Atematmosphäre gelangt. Die getrockneten Produkte des menschlichen Abfalls Nr. 1 und Nr. 2 werden entweder über Bord geschickt oder in Module gefüllt, die beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre verbrennen.

Sowohl im russischen als auch im US-Segment der Raumstation wird Kohlendioxid aus der Atematmosphäre über einen komplexen und etwas störanfälligen Maschinensatz entfernt. Beide verwenden eine Kammer mit zwei Segmenten, in der eine Kammer selektiv Kohlendioxid aus der Atematmosphäre sammelt, während die andere angesammeltes Kohlendioxid in den Weltraum entlüftet. Schließlich wird die Sammelkammer mit Kohlendioxid gesättigt und die Entlüftungskammer hat nur noch wenig zum Entlüften übrig. An diesem Punkt werden Ventile neu positioniert, damit die alte Sammelkammer die neue Entlüftungskammer wird und die alte Entlüftungskammer die neue Sammelkammer wird.

Dieser Prozess ist natürlich undicht. Einige der guten Stoffe (Stickstoff und Sauerstoff) werden zusammen mit dem Kohlendioxid entlüftet. Darüber hinaus ist das entlüftete Kohlendioxid hauptsächlich Sauerstoff. Es wurden Experimente mit auf dem Mars anwendbaren Geräten versucht, die dieses Kohlendioxid in Methan umwandeln (das entlüftet wurde), aber diese Experimente waren genau das, Experimente. (Nebenbei: Dass diese Experimente nicht in Betrieb genommen und stattdessen abgebrochen wurden, sagt etwas über die Aussichten aus, Menschen zum Mars zu schicken.)

Die Raumstation ist ein undichtes Schiff. Zusätzlich zu den erwarteten Lecks durch Wasserstoff- und Kohlendioxidentlüftung verliert die Station bei jedem Andocken und Abdocken Flüssigkeiten und leckt auch an jeder Verbindungsstelle. Dieses letztere Problem wird mit zunehmendem Alter der Station immer schwerwiegender. Aus diesem Grund wird die Raumstation regelmäßig mit Wasser, Stickstoff und Sauerstoff versorgt.

Ich bin mir nicht sicher, ob die "Methanproduktion" (Sabatier-Reaktion) nur ein Experiment ist; dazu hatten wir bereits eine Frage: space.stackexchange.com/questions/67/…
@MSalters - AFAIK, das ISS-Sabatier-Modul ist genau das, eher ein Experiment als eine betriebsbereite Ausrüstung. Als Experiment hat es sich als recht erfolgreich erwiesen. Es hat definitiv Methan aus CO2 und Wasserstoff produziert, wodurch theoretisch die Menge an Sauerstoff zur Wiederversorgung reduziert würde, die benötigt würde. Wenn es stattdessen als betriebsfähiges Gerät angesehen würde, müsste es aufgrund zahlreicher Abschaltungen, Verstopfungen usw. als erbärmlicher Ausfall angesehen werden. Es ist nah dran, aber keine Zigarre.