जीवन समर्थन प्रणाली

मानवीय अंतरिक्षउड़ान में, जीवन समर्थन प्रणाली उपकरणों का एक समूह है जो एक मनुष्य को अंतरिक्ष में जीवित रहने की अनुमति देता है। अमेरिकी सरकार की अंतरिक्ष एजेंसी नासा, और निजी अंतरिक्षउड़ान कंपनियां मानवीय अंतरिक्षउड़ान मिशन के लिए इन पद्धतियों का वर्णन करते समय पर्यावरण नियंत्रण और जीवन समर्थन प्रणाली या परिवर्णी शब्द ECLSS का प्रयोग किया जाता है। जीवन समर्थन प्रणाली हवा, पानी और भोजन की आपूर्ति कर सकते हैं। यह शरीर के सही तापमान को, शरीर पर स्वीकृत दबाव को बनाए रखता है और शरीर के अपशिष्ट उत्पादों से आवश्यक रूप से निपटता है। विकिरण और सूक्ष्म-उल्कापिंड जैसे बाहरी हानिकारक प्रभावों के खिलाफ भी सुरक्षा की आवश्यकता हो सकती है। जीवन समर्थन प्रणाली के घटक जीवन-जोखिम हैं जिसकी डिजाइन और जिसका निर्माण सुरक्षा इंजीनियरिंग तकनीकों का उपयोग करते हुए किया गया है।

मनुष्य की शारीरिक और चयापचय की जरूरत

एक अंतरिक्ष मिशन पर विशिष्ट आकार के कर्मी दल को मानक गतिविधियों के लिए प्रति दिन लगभग 5 किलो कुल भोजन, पानी और ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है और उतनी ही मात्रा में अपशिष्ट ठोस, अपशिष्ट तरल और कार्बनडाइऑक्साइड से निपटने की जरूरत होती है। इन चयापचयी मापदंडों का सामूहिक विश्लेषण इस प्रकार है: ऑक्सीजन का 0.84 किलोग्राम, भोजन का 0.62 किलो और पानी का 3.52 किलो का सेवन करने पर, शरीर की शारीरिक प्रक्रियाओं के माध्यम से ठोस अपशिष्ट का 10.11 किलो, तरल अपशिष्ट के 3.87 किलोग्राम और कार्बनडाइऑक्साइड का 1.00 किलोग्राम उत्पादन में परिवर्तित हो जाता है। मिशन के विशिष्ट कार्यभार में गतिविधि के स्तर के अनुसार इसके भिन्न-भिन्न स्तर हो सकते हैं लेकिन यह समूह के संतुलन के सिद्धांतों से सहसम्बन्धित हो जाएगा. आम तौर पर अंतरिक्ष मिशन के दौरान वास्तविक पानी का उपयोग मुख्य रूप से गैर-जैविक उपयोग की वजह से दोगुना हो जाता है (जैसे कि व्यक्तिगत सफाई). इसके अतिरिक्त, अपशिष्ट उत्पादों की मात्रा और विविधता मिशन अवधि के साथ बदलते रहते हैं जिसमें बाल, नाखून, त्वचा शल्‍कन और अन्य जैविक अपशिष्ट हैं जो एक सप्ताह से अधिक लंबे अभियानों में शामिल होते हैं। अन्य पर्यावरणीय कारण जैसे विकिरण, गुरुत्वाकर्षण, शोर, कंपन और विद्युतीकरण भी अंतरिक्ष में मानवीय शारीरिक प्रतिक्रिया को प्रभावित करते हैं। हालांकि ये चयापचय मापदण्डों की तरह बहुत अधिक तत्कालिक प्रभाव नहीं डालते हैं।

वायुमंडल

अंतरिक्ष जीवन समर्थन प्रणाली ऑक्सीजन जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड से एक न्यूनतम वातावरण को प्रकृतिस्थ कर लेते हैं। प्रत्येक घटक गैस का आंशिक दबाव समग्र बैरोमीटर के दबाव के साथ जुड़ जाता है।
मंदक को कम करने या मिटाने (ऑक्सीजन के अलावा अन्य घटक, जैसे नाइट्रोजन और आर्गन) समुद्री सतह में पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन के आंशिक दबाव, कुल दबाव को न्यूनतम 21, kPa तक कम किया जा सकता है। यह अंतरिक्ष यान के ढांचे को हल्का कर सकती है, लीक को कम करती है और जीवन समर्थन प्रणाली को सरल बनाती है।
हालांकि, मंदक गैसों का उन्मूलन काफी हद तक आग के जोखिम को बढ़ा देता है, विशेष रूप से जमीनी आपरेशन में जब संरचनात्मक कारणों के लिए कुल केबिन दबाव बाह्य वायुमंडलीय दबाव से अधिक हो जाता है; देखें अपोलो 1. इस कारण से, अति आधुनिक अंतरिक्ष यान पारंपरिक हवा (नाइट्रोजन / ऑक्सीजन) वायुमंडल का उपयोग करते हैं और दबाव सूट में केवल शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, अतिरिक्तवाहन गतिविधि के दौरान सूट लचीलापन अधिदेश स्वीकार करता है और वहां न्यूनतम दबाव संभव हो जाता है।

जल

पानी का उपयोग चालक दल के सदस्यों द्वारा पीने के लिए, सफाई के कार्यों के लिए, ईवीए थर्मल नियंत्रण और आपात स्थिति के लिए किया जाता है। इसे आवश्यक रूप से जमा, उपयोग और कुशलतापूर्वक पुनः-उत्पादित (अपशिष्ट जल से) किया जाना चाहिए क्योंकि मानव अंतरिक्ष अन्वेषण के पाठ्यक्रम में वर्तमान में स्वस्थानी सूत्र वातावरण के लिए मौजूद नहीं है।

भोजन

जीवन समर्थन प्रणाली अक्सर इनडोर पौधों की खेती की अनुमति देता है जो खाद्य भवनों और / या वाहिकाओं के भीतर उगाया जा सके. अक्सर, यह व्यवस्था इस तरह डिज़ाइन की गई है कि यह सभी पोषक तत्वों का पुनः उपयोग कर लेता है (अन्यथा यह नष्ट हो जाते हैं). ऐसा किया जाता है, उदाहरण के लिए अपशिष्ट पदार्थों (मलमूत्र) के एकीकरण से शौचालय खाद वापस प्रणाली में चले जाते हैं, खाद्य फसल को अनुमति देते हैं कि पोषक तत्वों को इनसे प्राप्त कर लें. फसलों से आने वाले भोजन प्रणाली के उपयोगकर्ताओं द्वारा फिर से खा लिए जाते हैं और यह चक्र जारी रहता है।

सूक्ष्म जीवों की खोज और नियंत्रण

नासा LOCAD (लैब-ऑन-ए-चिप-ऐप्लिकेशन डेवेलपमेंट) परियोजना इस प्रणाली पर काम करती है कि लंबी अवधि-अंतरिक्ष यान के उपयोग में बैक्टीरिया और कवक वृद्धि का पता लगाया जा सके.

अंतरिक्ष शटल

अंतरिक्ष शटल के लिए नासा ने ECLSS वर्ग पद्धति को शामिल किया जो नियंत्रण दल को अंतरिक्ष उपकरण के लिए जीवन समर्थन और पर्यावरण प्रणालियां दोनों ही प्रदान करती हैं शटल सन्दर्भित मैनुअल के ECLSS वर्गों पर शामिल हैं: दल कम्पार्टमेंट केबिन दबाव, केबिन वायु पुनरोद्धार, जल शीतलक लूप सिस्टम, सक्रिय थर्मल नियंत्रण प्रणाली, आपूर्ति और अपशिष्ट जल, अपशिष्ट संग्रह प्रणाली, अपशिष्ट जल टैंक, एयरलॉक समर्थन, अतिरिक्तवाहन गतिशीलता यूनिट ऊंचाई संरक्षण प्रणाली और रेडियोआइसोटोप शीतलक जेनरेटर शीतलक और अंतरिक्ष उपकरण के लिए गैसीय नाइट्रोजन.

ओरियन क्रू मॉड्यूल

ओरियन क्रू माड्यूल जीवन समर्थन प्रणाली लॉकहीड मार्टिन द्वारा टेक्सास, ह्यूस्टन में तैयार किया जा रहा है।

प्लग और प्ले

पैरागॅन अंतरिक्ष विकास निगम एक प्लग और प्ले ECLSS जिसे वाणिज्यिक क्रू परिवहन- वायु पुनरोद्धार प्रणाली (CCT-ARS) कहते हैं, भविष्य के अंतरिक्ष यान के लिए आंशिक रूप से पैसे का भुगतान नासा क्रू विकास CCDev वाणिज्यिक के लिए किया जाता है।

बिगेलो वाणिज्यिक अंतरिक्ष स्टेशन

बिगेलो वाणिज्यिक अंतरिक्ष स्टेशन के लिए जीवन समर्थन प्रणाली बिगेलो एयरोस्पेस लास वेगास, नेवादा में तैयार किया जा रहा है। अंतरिक्ष स्टेशन का निर्माण रहने योग्य सनडांसर और बीए 330 विस्तार योग्य अंतरिक्ष यान मॉड्यूल के अनुसार किया जाएगा. October 2010 तक "पर्यावरण नियंत्रण और जीवन समर्थन प्रणाली (ECLSS) का मानव-एक-लूप-में परीक्षण" सनडांसर के लिए शुरू हो गया है।

ईवीए प्रणाली

अतिरिक्त वाहन गतिविधि (ईवीए) प्रणाली में मुख्य रूप से पारंपरिक अंतरिक्ष सूट शामिल है, लेकिन इसमें स्वयं-निहित व्यक्तिगत अंतरिक्ष यान भी शामिल कर सकते हैं।

अंतरिक्ष सूट

अमेरिकी ईएमयू और रूसी ओर्लन दोनों अंतरिक्ष सूट मॉडल वर्तमान में उपयोग किए जा रहें हैं, जिसमें शामिल हैं प्राथमिक लाइफ सपोर्ट सिस्टम (PLSSs) जिसमें उपयोगकर्ता अंतरिक्ष यान से किसी नाल के संबंध के बिना स्वतंत्र रूप से काम करते हैं। एक अंतरिक्ष सूट को जीवन समर्थन देना आवश्यक है भले ही वो नाल से संबंधित हो या स्वतंत्र प्लस से.