Проект команды "DOKA48"

Материал из Wiki
Перейти к: навигация, поиск
Logo-baza.png

Космическая база



Космическая база. Жизнеобеспечение космической станции.

Актуальность: Космическая отрасль развивается. Планируются и совершаются долгосрочные полёты. Человек в космосе будет находиться длительное время: и работать, и жить, и отдыхать. Учитывая не большое внутренне пространство корабля надо создать максимально удобные условия для жизни и работы космонавтов.

Космонавты в космическом модуле за работой

Поэтому наша цель: мы хотим представить проект спроектированных условий жизнедеятельности космонавта на космическом корабле(базе), в том числе моделей мебели (оборудования для жизни) для кают-компании космического корабля, которая бы создала комфортные условия для космонавтов и отвечала техническим требованиям полётов в космосе, способствовала сохранению здоровья космонавтов. А также чтобы в помещении базы, где долговременно будут находиться космонавты, были эффективные системы очистки воздуха для дыхания и система сбора отработанной воды в душевом отсеке в условиях невесомости.

Задачи

  • для космической мебели: иметь мобильные складывающие конструкции, экономить место на корабле, а так же не выдерживать вес человека, а просто фиксировать его и предметы, с которыми он работает, на одном месте и поддерживать удобную позу, по возможности схожую с обычными позами, принимаемыми человеком в земных условиях;
  • задачи систмы очистки воздуха: организовать систему очистки и вентиляции помещений, а так же его фильтрации для сбора мельчайших взвешенных частиц, которые находятся в помещении, чтобы при дыхании в невесомости они не попадали в дыхательные пути человека(рис.1)
  • задачи сбора отработанной воды в душевой: предложить систему сбора и утилизации капель воды, хаотично перемещающихся в невесомости(рис.2)

Очень важно соблюдать технические требования: мебель должна быть легкая, занимать как можно меньше места, отличаться простотой в сборке и складывании и быть комфортной для космонавтов.



Kosmos1 baza 48.jpg рис.1 Бытовой отсек космического модуля (базы)


Эскизы выполнены в программе Paint Tool Sai.

Среди предметов космической обстановки будет комбинированный стул-кресло с пюпитром для письма и стол-трансформер. Он позволяет читать в удобной позе, не опасаясь, что бумагу унесет воздушными течениями. К такому столу могут пристегнуться до 6 человек. На передних углах пюпитра - фиксаторы, позволяющие сцепиться с другим таким же стулом и, сидя лицом к лицу с коллегой, обсуждать общие проблемы и сообща проводить эксперименты.

На спинке - магнит для крепления к другим поверхностям. Ученые всего мира смогут использовать такие условия для экспериментов, своих работ в медицине, технологии, биотехнологии, физике,материаловедении, и изучении Земли. Для этого необходимо создать для них комфортные условия проживания. Те же фиксаторы позволят собраться группе космонавтов за общим обеденным столом практически так же, как это бывает на Земле. (фото 1, 2)


фото 1.Конструкция: стул с пюпитром фото 2.Конструкция:Стул с пюпитром и комплекс  позволяет писать и читать в удобной позе, не опасаясь, что бумагу унесет воздушными течениями


Еще одним вариантом космической мебели может быть многофункциональный стол-трансформер. Он обладает большой прочностью и устойчивостью, так как одной стороной он крепко прикрепляется к стене космического корабля. На нем фиксируются выдвижные панели, поэтому после окончания работы его можно сделать максимально компактным путём задвижки или складывания панелей.

схемы 1-6 Конструкция стол, стул + пюпитр, раскладывающийся стол, стол-трансформер).

Выполнены в программе SketchUp Pro (3D - моделирование).


Мы определили технические требования к материалам для изготовления конструкций:

  • Мебель можно сделать из пластика. Пластиковая мебель практична, имеет небольшую стоимость, но довольно хрупкая.
  • В изготовлении мебельных конструкций можно использовать алюминий, так как это один из самых легких металлов, а также его сплавы. К тому же металлическая мебель имеет ряд достоинств: прочность, легкость сборки из модульных элементов, устойчивость к повреждениям.
  • Предлагаем использовать надувные конструкции, которые отличаются легкостью и компактностью. Долгосрочность служения надувной мебели обусловлена качеством ее материала. В большинстве случаев ее изготавливают из прочного, толстого винила или полиолефина, прибегая к помощи специальных конструкций, способных увеличить ее устойчивость, жесткость и надежность.
  • После возвращения на Землю космонавты испытывают значительные трудности с привыканием к земной гравитации и нуждаются в помощи. Известно, что в космосе рост человека увеличивается в среднем на 3 см, т. к. отсутствие силы земного тяготения расправляет межпозвоночные диски человека.

Поэтому, разработанный стул снабжаем роликами на спинке стула для массажа спина. Ролики соединены цепной передачей с педалями велосипеда.

Т. о. тренируя мышцы ног, космонавт одновременно обеспечивает себе и массаж длинных мышц спины, улучшается кровоснабжение области позвоночника.


рис.2 Космическое кресло с массажными роликами на спинке и педалями для тренировки ног
рис.3 Космическое кресло с цепной передачей


Эскизы выполнены в программе Paint Tool Sai.


Технические требования для системы дыхания:


Т. к. человек в сутки потребляет около 800 л (2,7 кг) кислорода. Хранить его на корабле можно в баллонах либо в газообразном состоянии под большим давлением, либо в жидком виде. Однако для 1 кг такой жидкости необходимо 2 кг металла, из которого изготовлены кислородные баллоны, а сжатый газ и того больше — до 4 кг на 1 кг кислорода.А это лишний вес. Чтобы обойтись и без баллонов на борт космического корабля можно загружать не чистый кислород, а химические вещества, содержащие его в связанном виде.

Например. Много кислорода в окислах и солях некоторых щелочных металлов, в известной всем перекиси водорода. Причем у окислов есть еще одно очень существенное достоинство: одновременно с выделением кислорода они очищают атмосферу кабины, поглощая вредные для человека газы. Но они не поглощают микрочастицы летающие в пространстве кабины. Организм человека беспрерывно потребляет кислород, вырабатывая при этом углекислый газ, окись углерода, водяной пар и много других веществ. Накопившиеся в замкнутом объеме отсеков корабля, окись углерода и углекислый газ могут вызвать отравление космонавтов.

Значит воздух кабины необходимо постоянно пропускать через ёмкости с окислами щелочных металлов. При этом происходит химическая реакция: выделяется кислород, а вредные примеси поглощаются. Например, 1 кг надперекиси натрия содержит 610 г кислорода и уже при 100°С начинает выделять кислород:

Formula DOKA4801.png

Мы предлагаем перед системой с сосудами с окислами ставить вентиляторы с фильтрами, на которых будут оседать мельчайшие взвешенные частицы, перемещающиеся в невесомости, чтобы предотвратить попадание их в дыхательные пути.

Технические системы для сбора отработанной воды в душевой космонавтов:

рис.4.Система вентиляции воздуха

-Сантехническая кабина, где космонавт может совершать гигиенические процедуры, снабжается душем. Чтобы капли воды не висели в пространстве предлагаем направленными потоками воздуха засасывать их в воронки и собирать в бак-накопитель, находящийся в полу кабины.

В дальнейшем, путём очистки данную воду можно использовать для технических целей повторно.

(рис.4)(1-система вентиляции и фильтрации воздуха, 2- душевая кабина с системой сбора отработанной воды потоком воздуха)






На список проектов всех команд

На страницу проекта Самара. Космос. Новый виток

На главную