Техника - молодёжи 1963-11, страница 39

ЧЕЛОВЕНУ, ПРИБОРАМ, РАНЕТЕ

Как показывают расчеты, космонавту требуется а год: 766,5 кг воды, 313,9 кг кислорода, 295 кг органического вещества. В дальние рейсы полетят экипажи из нескольких человек, Значит, количество потребных вещает» возрастет в несколько раз. Где и как их хранить? В каком виде должны быть они приготовлены?

Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя. Все зависит от продолжительности полета. Сейчас специалисты различают следующие полеты в космос:

Кратковременные — а пределах 10>—14 дней. Они допускают пользование всеми видами продуктов. Продукты стерильные, в пакетах и тубах.

Более длительные — от двух недель до нескольких месяцев. В этом случае простая консервация и стерилизация не помогают: слишком велики вес и объем продуктов. С целью их уменьшения сейчас применяется лиофилизация — консервирование путем замораживания и последующей возгонки а вакууме. При этом из натуральных продуктов извлекается почти вся вода. Лиофильные продукты полностью сохраняют все свои полезные качества: витамины, питательность, вкус, даже аромат. Чтобы придать им натуральный вид, достаточно намочить их в воде. Любое блюдо может быть изготовлено на земле в виде лиофильных консервов, а при опускании а горячую воду оно превратится в отличный суп, борщ, бифштекс или компот.

Причем в полетах продолжительностью до месяца новые консервы можно есть в сухом виде, запивая водой.

Проблема кругооборота воды станет существенной уже а этих полетах.

По-видимому, придется прибегнуть к регенерации конденсата и мочи.

Полеты длительностью от 6 месяцев до 1 года. Основой

питания космонавтов могут оставаться лиофильные продукты, они только дополнятся хлореллой — 10—20% от веса пищи. Хлорелла же станет средством регенерации воздуха для дыхания, она будет поглощать углекислоту и выделять кислород.

Водоросли менее прихотливы, чем сухопутные растения, они выносливы и быстро размножаются. Хлорелла, например, легко произрастает на искусственной питательной среде и содержит до 50% белка, 25% жира, 15% углеводов, 10% минеральных солей и ряд витаминов. Установка с 230 л питательного раствора, в который погружена хлорелла, давала в экспериментах 20 л кислорода в час.

Полеты от 1 года И больше (к другим планетам). Совершенно очевидно, что для таких рейсов даже лиофильные продукты окажутся слишком громоздким грузом (около 200 кг на одного члена экипажа в год). Что же касается запасов воды и кислорода, то они практически не могут быть взяты на борт (около 1 000 кг воды и 300 тыс. л кислорода на каждого космонавта в год).

И лучшее решение здесь, по мнению ученых, выглядит на первый взгляд парадоксальным: лететь совсем без запасов! Все должно производиться на месте.

Мысль эта не нова. В свое время ее подал и всесторонне рассмотрел К. Э. Циолковский. В одном из своих произве-

Чтобы уменьшить термобатарею, отказались от принудительного охлаждения. Второй конец батареи остывает сам по себе. Но для этого нужно, чтобы теплопроводность ее была по возможности меньшей. В то же время батарея должна иметь минимальное внутреннее сопротивление. Эти два противоречия разрешают висмут и теллурид висмута.

...Каждый шаг в космос рождает новые проблемы энергопитания. Растет ассортимент и мощность оборудования.

Первый искусственный спутник Земли весил 84 кг, второй — 508 кг, а «Восток-1» весит уже 4 725 кг. Основные потребители электроэнергии на первом спутнике — средства связи, которые питались от серебряно-цинковых батарей, на втором было проведено уже десять комплексов исследований. Можно себе представить многообразие аппаратуры на космических кораблях типа «Восток»! Закономерно поэтому, что вслед за солнечными батареями на космические ракеты пришли более мощные источники питания— турбогенераторы.

Существует несколько разновидностей турбогенераторов, различающихся типом нагревателя. Вот нагреватель — знакомое уже нам параболическое зеркало. Пучок солнечных лучей падает на заполненный серой радиатор. У кипящей серы давление повышается до десятков атмосфер, и она обрушивается на лопатки многодисковой турбины, насаженной на один вал с генератором электроэнергии. Израсходовав силу на вращение турбины, сера поступает а конденсатор, а оттуда снова перекачивается в радиатор.

Так что и турбогенераторы используют солнечную энергию, но далеко не всегда. Причина не только в том, что установленное на внешней обшивке космического корабля зеркало, подвергаясь бомбардировке микрометеоритами и воздействию излучений, быстро изнашивается. При заходе корабля а тень солнечные источники перестают работать.

В другом турбогенераторе, у которого в камере сгорает

при относительно малом весе, и, следовательно, запасы его для продолжительных полетов весьма ограниченны. Камера сгорания и сопло порохового реактивного двигателя испытывают давление 200—300 атмосфер и температуры 2500— 3000°. Даже после непродолжительной работы во время запуска— всего лишь несколько секунд! — двигатель приходит в полную негодность.

Более современные твердые топлива для ракет представляют собой механическую смесь окислителя и горючего.

Вот состав одного из стандартных американских топлив для стартовых ускорителей: 80% аммиачной селитры (окислитель), 10% синтетического каучука и сажи (горючее) и столько же веществ, придающих вязкость.

Еще Цандер теоретически доказывал, что хорошим топливом могут стать металлы — магний, алюминий, железо. Но сами по себе они не горят, а только в смеси с окислителем. От правильного выбора окислителя во многом зависит калорийность топлива. Так, озон, молекулы которого состоят из трех атомов кислорода, более выгоден, чем сам кислород.

Недавно служащие одного из американских испытательных аэродромов явились свидетелями необычной картины.

На старт вырулил серийный бомбардировщик. Запущоны двигатели, самолет помчался по стартовой дорож:ке. Пятьсот, тысяча, две тысячи метров. С молниеносной быстротой приближается препятствие из фанеры. Вот-вот самолет врежется в него, разнесет в куски. Но перед самым препятствием машина оторвалась от земли.

Это был первый случай, когда а качестве горючего применили суспензию магния — насыщение магниевым порошком обычного топлива. Самолету понадобилось для разбега не 4 тыс. м, а вдвое меньше.

За рубежом созданию топлив с повышенным содержанием металлического порошка придаемся большое значение, так как их калорийность и удельная тяга гораздо выше, чем у углеводородных. Чтобы пропускать по трубопроводам и впрыскивать в более или менее обычные камеры сгорания этот новый вид топлива, надо сделать его достаточно текучим. Но в то же время нельзя допускать быстрого оседания взвешенных частиц — противоречие, которое разрешается всеми возможными способами. Стремятся получать частицы по возможности мельче. Большое значение имеет их форма. Например, распыляя расплавленный металл, получают порошок, состоящий из частиц размером от

39