SpaceX | Crew Dragon

ECLSS aneb pět písmen mezi životem a smrtí. Jak funguje systém na podporu života Crew Dragonu

  • Crew Dragon nemá samostatnou servisní sekci
  • Vše je přímo v lodi
  • Na palubě je systém, který zajišťuje životní podmínky pro astronauty

USA se díky nedávno ukončenému letu Crew Dragonu vrátily do vesmíru, který z pohledu pilotovaných letů opustily v roce 2011. Zatím je to takový návrat s otazníkem. SpaceX ukázala, že Crew Dragon funguje, ale musí ještě prokázat, že dokáže létat v pravidelných intervalech. První ostrý let se čtveřicí astronautů se zatím opakovaně odkládá.

Crew Dragon nemá servisní sekci

Crew Dragon zaujme v mnoha ohledech. Vynáší ho opakovatelně použitelná raketa, uvnitř jsou dotykové displeje, dostatek prostoru. Je zde ale jedna věc, kterou si laik na první pohled neuvědomuje. Crew Dragon nemá servisní sekci v tom smyslu, jak jsme na ní zvyklí už všech ostatních kosmických lodí.

V servisní sekci se nachází motory, palivo, systémy na podporu života a před návratem domů se odhazuje. Crew Dragon se sice před návratem zbavuje válcovitého trunku, ale ten obsahuje jen solární panely, radiátory a křidélka pro stabilizaci letu pro případ nouzového přerušení startu. Ve skutečnosti je v podstatě prázdný a může se do něj umístit nehermetizovaný náklad.

Servisní sekce Crew Dragonu je přímo v lodi pod sedadly astronautů. Na internetu je zajímavý dokument, který popisuje jeden z klíčových prvků, vlastně ten nejdůležitější.

ECLSS (Environmental Control and Life Support System) zajišťuje životní podmínky na kosmické lodi. V historii kosmonautiky bohužel známe případ, kdy se posádka v lodi udusila (Sojuz 11 v roce 1971). ECLSS je postaven tak, aby se na palubě Crew Dragonu podobná událost nestala.

Kritéria pro podmínky na kosmické lodi

Definuje je norma CCT-REQ-1130:

  • Tlak v kabině: 96,5 až 102,7 kPa (tlak na hladině moře je 101,3 kPa)
  • Parciální tlak kyslíku: 19,4 až 22,7 kPa
  • Množství CO₂: maximálně 4 mmHg
  • Teplota: 18,3 až 26,7 °C
  • Relativní vlhkost: 25 až 75 %

Dimenzováno pro čtyři astronauty na pět dní

Podle dohody mezi SpaceX a NASA se na palubě Crew Dragonu nebude přepravovat nikdy více než čtyřčlenná posádka. Kosmická loď musí být schopna vytvářet životní podmínky na palubě po dobu zhruba 5 dní volného letu v kosmickém prostoru, kdy nekotví u ISS. Systém musí být odolný vůči selhání jakéhokoli jednotlivého ventilu, ventilátoru, senzoru nebo jiné součástky.

SpaceX v jistém ohledu nevyvíjela ECLSS na zelené louce. Podobný systém měl už nákladní Dragon, který sice nepřevážel lidi, ale dopravoval na ISS zvířátka (konkrétně myši).

ECLSS se skládá ze dvou hlavních subsystémů: první se zaměřuje na čištění, dekontaminaci a úpravu vzduchu v kabině, druhý obsahuje, přivádí a uvolňuje stlačené plyny.

Nádrže s plyny jsou uskladněné pod podlahou a obsahují kyslík a nitrox (směs kyslíku a dusíku). Vycházejí přitom z projektu X-38, na kterém NASA pracovala od poloviny 90. let do roku 2002. Mělo jít o malý raketoplán, který by u ISS fungoval jako záchranný člun pro evakuaci posádky.

Atmosféru lze vyměnit

Zásoby plynů slouží k udržení tlaku v kabině v případě úniku. Systém je dimenzován tak, že vzduch vypouštěný ze dvou ventilů dokáže kompenzovat únik vzduchu, který by byl způsoben dírou o průměru 15 mm. Posádka by menší díry mohla opravit a vrátit se na Zemi.

Dalším scénářem je znečištění atmosféry kouřem nebo jinými látkami. Pokud by došlo k požáru, byla by atmosféra proplachována při udržení minimálního tlaku (55 kPa) vstřikováním čerstvého vzduchu (nitrox) a to po stejnou dobu, po jakou by byla kontaminovaná atmosféra vypouštěna do kosmického prostoru přes speciální ventily. 

Existují pro to určité limity. Pokud by byly překročeny a atmosféra byla opravdu hodně znečištěná, může být kabina odvzdušněna až téměř do vakua, což má i benefit v podobě zastavení jakéhokoliv požáru. Poté by došlo k napuštění kabiny novou atmosférou.

Po danou dobu by měli astronauti skafandry, které mají i během startu, příletu ke stanici a přistání. Skafandry mají „pupeční šňůru". Astronaut ji připojí k lodi vedle sedačky a dostává tak čerstvý vzduch.

Regulace teploty

Teplota na je regulována radiátorem umístěným v trunku, který se skládá z hliníkových panelů, skrz které cirkuluje chladicí kapalina. Před návratem se ale trunk odhazuje.

Během průletu atmosférou je loď chráněna tepelným štítem. Poté přistává do poměrně teplého oceánu, takže odvádění tepla do vody není možné.  Teplo je proto regulováno klimatizačním systémem použitím chladicího cyklu komprese par na bázi hydrofluorouhlíkového chladiva, které odvádí teplo ze vzduchu v kabině prostřednictvím ventilátorů vyfukujících vzduch přes kondenzátor. 

Systém se aktivuje po uzavření poklopu, dokud Crew Dragon nedosáhne oběžné dráhy a znovu od okamžiku, kdy jsou padáky otevřeny během návratu a pracuje další dvě hodiny, kdy je kabina v moři (reálně by měla být vylovena do hodiny). Během přistání se také aktivují solenoidové ventily a studený vzduch (nitrox) se vpustí do kabiny, aby se ochladil vzduch v kabině pod 29,4 ° C. Samostatný ventil také slouží k chlazení skafandrů. 

Přestože Crew Dragon dokáže vyrovnat svůj tlak s vnějším prostředím nebo s tlakem stanice automaticky, personál po návratu nebo astronauti na ISS dokáží vyrovnat tlak zvenku ručně. Slouží k tomu zařízení u poklopů. 

Vlhkost, oxid uhličitý a nečistoty 

Vlhkost je řízena pasivním odvlhčovačem pomocí čtyř membrán vyrobených z Nafionu, které vytlačují přebytečnou vodu do kosmického prostoru, ale jsou nepropustné pro vzduch v kabině. Tento systém je odlišný od systémů v jiných lodích. Je pasivní, takže jednodušší, méně náchylný k poruchám a také nemusí pracovat s uskladněním vody.

K odstranění oxidu uhličitého se používají kazety hydroxidu lithného (LiOH). Každá kazeta obsahuje čtyři kostky LiOH vyvinuté původně pro ponorky. Během nominální délky letu se počítá s jednou výměnou kazety. 

K dispozici jsou pak samozřejmě také filtry, které odstraňují z atmosféry lodě nečistoty a amoniak. Do ECLSS lze zařadit také jednoduchou toaletu, kterou mají astronauti na palubě k dispozici. 

Váš názor Další článek: Nastavení soukromí na Googlu jsou složitá. Nerozuměli jim ani vlastní zaměstnanci

Témata článku: Technika, Vesmír, Země, Bezpečnost, Internet, SpaceX, USA, Crew Dragon, Smrt, Sojuz, Paluba, Ventil, Kabina, Crew, ISS, Astronaut, Sekce