Экзамен на разумность

4 — Химические производства.

5 — Жилая зона.

6 — Камеры промежуточного обогащения воздуха кислородом и удаления углекислого газа.

7 — Рабочая зона.

8 — Зона растениеводства.

Описание схемы:

Потоки газов обозначены на схеме буквой «П» с соответствующими индексами.

В ТБС поступает смесь газов из атмосферы Марса. Состав смеси представлен в таблице 2.

Табл. 2. Химический состав атмосферы Марса по его четырем основным компонентам (по объему)
Составляющая	Доли в единице объема	Молекулярная масса
CO2	0,95	44
O2	0,02	32
Ar	0,016	40
N2	0,027	28

В Блоке газоразделительного оборудования (1) происходит разделение атмосферной смеси на составляющие ее газы, которые частично поступают в Камеры составления воздушной смеси (2) (П-3, состоящий из O₂, N

₂, Ar) для приготовления пригодной для дыхания человека и животных воздушной смеси, частично идут в химическое производство (4) (П-1, состоящий из CO₂, а также CO и других вредных для дыхания примесей), частично идут в Блок водорослей (3) (П-2, состоящий из CO₂, N₂, O₂). В Блоке водорослей (3) происходит переработка CO₂ в органическое вещество и O₂, который вместе с газовой смесью с участием азота поступает в Камеры составления воздушной смеси (2) (П-4, состоящий из O₂). В Камере составления воздушной смеси (2) из поступающих газов составляется дыхательная смесь, соответствующая составу земной атмосферы (газовый состав сухой земной атмосферы дан ниже, см табл. 3). Воздух после составления идет в Жилую зону (5); таким образом, проходящий через нее воздух будет соответствующим земному эталону. Из Жилой зоны (5) через Камеры промежуточного обогащения воздуха кислородом (6) воздух поступает в Рабочую зону (7) и далее идет в Зону растениеводства (8), где, в отличие от прочих зон (Жилой, где состав воздуха соответствует земному эталону и Рабочей, где состав воздуха близок к земному эталону), газовый состав может иметь меньшее содержание кислорода и большее — углекислого газа, т. к. условия в этой зоне должны быть рассчитаны на благоприятный режим для роста и развития растительной массы. В определенных случаях (масштабные сезонные работы, к примеру — сбор урожая) в секциях Зоны растениеводства (8) могут быть устраиваемы нормальные условия с составом воздуха, соответствующим земному, но в остальное время для этой зоны представляется более выгодным режим, когда отработанный в других зонах воздух поступает туда без дополнительного обогащения кислородом.

Воздух из Зоны растениеводства (8) отбирается в Камеры промежуточного обогащения кислородом и удаления углекислого газа (6), а также частично изымается из системы. Изымаемый воздух направляется на Блок газоразделительного оборудования (1) (П-7, состоящий из CO₂, O₂

, N₂, Ar). Таким образом, с одной стороны, в предложенном варианте в системе имеется некоторый внутренний круговорот, который призван уменьшить затраты энергии на газоразделение, а с другой — в Жилой зоне (5) состав воздуха всегда соответствует эталонному.

Попытка построения модели замкнутой СЖО была предпринята в Америке. Речь идет об известном эксперименте «Биосфера-2», в котором был сделан расчет на то, что в ограниченной замкнутой среде, герметически отделенной от остального мира, удастся воссоздать замкнутый газовый цикл. То есть, что CO₂, выделяемый в процессе дыхания человеком и животными, будет поглощаться и перерабатываться растениями в O₂, как это происходит в естественных условиях природы Земли. Однако этого, как известно, не произошло и газовый баланс «Биосферы-2» оказался смещенным в сторону большего содержания углекислого газа. Тем не менее, несмотря на то, что с помощью обычных растений полная переработка избыточных количеств углекислого газа оказалась в малых объемах невозможна, этот процесс будет в определенной мере происходить и в Зоне растениеводства (8), при некоем общем избыточном содержании CO₂ часть его будет постоянно в ходе процессов фотосинтеза растений переходить в O₂. Таким образом, осуществляя здесь частичное очищение воздуха от CO₂ и обогащение его O₂, мы получаем также возможность возвращения этого воздуха после его дополнительной обработки в Камерах промежуточного обогащения кислородом и удаления углекислого газа (6) в газовый цикл ТБС. В Камерах (6), помимо собственно обогащения воздуха кислородом (поток П-5, состоящий из O₂), возможно изъятие избытков углекислого газа с помощью восстанавливаемых реагентов (поток П-8, состоящий из изъятого CO₂).