अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) एक रहने योग्य कृत्रिम उपग्रह है जो ~400 किलोमीटर की ऊंचाई पर पृथ्वी की परिक्रमा कर रहा है। यह एक समय में महीनों तक 7 अंतरिक्ष यात्रियों (अधिकतम क्षमता) के अपने दल को बनाए रखने के लिए एक परिष्कृत, बंद लूप ऑक्सीजन प्रणाली पर निर्भर करता है। पृथ्वी के विपरीत, जहां वायुमंडल में ऑक्सीजन प्रचुर मात्रा में है, अंतरिक्ष एक निर्वात है जिसमें कोई प्राकृतिक ऑक्सीजन स्रोत नहीं है। इसका मतलब है कि आईएसएस को पूरी तरह से बोर्ड पर ऑक्सीजन का उत्पादन, भंडारण, वितरण और पुनर्चक्रण करना होगा, साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) जैसी अपशिष्ट गैसों का प्रबंधन भी करना होगा। सिस्टम का डिज़ाइन विश्वसनीयता (जीवन को खतरे में डालने वाली विफलताओं से बचने के लिए), दक्षता (पुन: आपूर्ति मिशन को कम करने के लिए), और अनुकूलनशीलता (चालक दल के आकार में परिवर्तन और उपकरण की खराबी को संभालने के लिए) को प्राथमिकता देता है। नीचे आईएसएस ऑक्सीजन प्रणाली का व्यापक विवरण दिया गया है, जिसमें इसके मुख्य घटक, कार्य सिद्धांत, चुनौतियाँ और बैकअप प्रोटोकॉल शामिल हैं।
1. रहने योग्य वातावरण बनाए रखना
तकनीकी विवरण में जाने से पहले, आईएसएस ऑक्सीजन प्रणाली के प्राथमिक उद्देश्य को समझना महत्वपूर्ण है: एक ऐसा वातावरण बनाए रखना जो यथासंभव पृथ्वी की नकल करता हो। मानव अस्तित्व के लिए, आईएसएस को आवश्यकता है:
ऑक्सीजन सांद्रण: 21% (पृथ्वी के वायुमंडल के समान), जो श्वसन और हाइपोक्सिया (कम ऑक्सीजन) या ऑक्सीजन विषाक्तता (उच्च ऑक्सीजन) से बचने के लिए इष्टतम स्तर है।
दबाव: 101.3 किलोपास्कल (kPa) या 1 वायुमंडल (एटीएम) पृथ्वी पर समुद्र स्तर के दबाव के बराबर। यह डीकंप्रेसन बीमारी (एक जोखिम जब दबाव बहुत कम हो जाता है) को रोकता है और अंतरिक्ष यात्रियों को विशेष उपकरणों के बिना (स्पेसवॉक को छोड़कर) सामान्य रूप से सांस लेने की अनुमति देता है।
गैस स्क्रबिंग: CO₂ (श्वसन द्वारा उत्पादित) और सूक्ष्म प्रदूषकों (उदाहरण के लिए, उपकरण या भोजन से वाष्पशील कार्बनिक यौगिक) जैसी अपशिष्ट गैसों को हटाना।
इसे प्राप्त करने के लिए, आईएसएस ऑक्सीजन प्रणाली एक के रूप में कार्य करती हैअर्ध-बंद लूप-यह नई ऑक्सीजन का उत्पादन करता है, अपशिष्ट धाराओं से ऑक्सीजन का पुनर्चक्रण करता है, आपात स्थिति के लिए अतिरिक्त ऑक्सीजन का भंडारण करता है, और इसे स्टेशन के पूरे मॉड्यूल में समान रूप से वितरित करता है।
2. ऑक्सीजन उत्पादन प्रणाली (ओजीएस)
आईएसएस का ऑक्सीजन का मुख्य स्रोत हैऑक्सीजन उत्पादन प्रणाली (ओजीएस), नासा और रूस के रोस्कोस्मोस द्वारा विकसित एक मॉड्यूलर सेटअप (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी, ईएसए और जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी, जेएक्सए के योगदान के साथ)। OGS उपयोग करता हैइलेक्ट्रोलीज़पानी (H₂O) को ऑक्सीजन (O₂) और हाइड्रोजन (H₂) में विभाजित करने के लिए कुछ पृथ्वी आधारित ऑक्सीजन जनरेटरों में भी इसी रासायनिक प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। यहां इसके घटकों और संचालन का विस्तृत विवरण दिया गया है:
2.1 ओजीएस के घटक
OGS में तीन प्रमुख उपप्रणालियाँ शामिल हैं, प्रत्येक विशेष हार्डवेयर के साथ:
जल प्रसंस्करण असेंबली (डब्ल्यूपीए): इलेक्ट्रोलिसिस से पहले, दूषित पदार्थों (जैसे, लवण, कार्बनिक पदार्थ) को हटाने के लिए पानी को शुद्ध किया जाना चाहिए जो ओजीएस के इलेक्ट्रोड को नुकसान पहुंचा सकते हैं। WPA तीन स्रोतों से पानी एकत्र करता है:
पुनर्चक्रित जल: स्टेशन की हवा से संघनित (श्वसन और पसीने से जल वाष्प), उपचारित अपशिष्ट जल (उदाहरण के लिए, सिंक, शॉवर से), और मूत्र (मूत्र प्रसंस्करण असेंबली, यूपीए द्वारा संसाधित)।
जल पुनः आपूर्ति: रीसाइक्लिंग सिस्टम विफल होने पर बैकअप के रूप में कार्गो अंतरिक्ष यान (उदाहरण के लिए, स्पेसएक्स का ड्रैगन, नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन का सिग्नस) के माध्यम से पानी पहुंचाया जाता है।
ईंधन सेल जल: स्टेशन के पूर्व ईंधन सेल का एक उपोत्पाद (सौर सरणियों की स्थापना से पहले बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है)। हालाँकि ईंधन सेल अब प्राथमिक ऊर्जा स्रोत नहीं हैं, यदि उपलब्ध हो तो उनका बचा हुआ पानी अभी भी उपयोग किया जाता है।
इलेक्ट्रोलिसिस मॉड्यूल (ईएम): ओजीएस का हृदय, ईएम में दो शामिल हैंठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस सेल (एसओईसी)-उन्नत उपकरण जो पानी को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विभाजित करने के लिए उच्च तापमान (600-800 डिग्री) का उपयोग करते हैं। पारंपरिक इलेक्ट्रोलिसिस प्रणालियों (जो तरल इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करते हैं) के विपरीत, एसओईसी एक ठोस सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हैं जो अंतरिक्ष में अधिक कुशल, कॉम्पैक्ट और टिकाऊ होता है। यहां बताया गया है कि प्रक्रिया कैसे काम करती है:
शुद्ध पानी को एसओईसी में भाप (दक्षता बढ़ाने के लिए वाष्पीकृत) के रूप में डाला जाता है।
एसओईसी के इलेक्ट्रोड (एनोड और कैथोड) पर एक विद्युत धारा (आईएसएस के सौर सरणियों से) लागू की जाती है।
एनोड पर, भाप सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट के साथ प्रतिक्रिया करके ऑक्सीजन गैस (O₂), इलेक्ट्रॉन और हाइड्रोजन आयन (H⁺) उत्पन्न करती है।
इलेक्ट्रॉन एक बाहरी सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होते हैं (थोड़ी मात्रा में अतिरिक्त बिजली उत्पन्न करते हैं), जबकि हाइड्रोजन आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कैथोड में चले जाते हैं।
कैथोड पर, हाइड्रोजन आयन इलेक्ट्रॉनों के साथ मिलकर हाइड्रोजन गैस (H₂) बनाते हैं।
ऑक्सीजन हैंडलिंग सबसिस्टम (ओएचएस): उत्पादन के बाद, ईएम से ऑक्सीजन को संसाधित और वितरित किया जाता है:
शीतलक: गर्म ऑक्सीजन गैस (एसओईसी से) को हीट एक्सचेंजर्स (आईएसएस के थर्मल कंट्रोल सिस्टम से जुड़ा हुआ) का उपयोग करके कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है।
सुखाने: स्टेशन के पाइपों में संघनन को रोकने के लिए किसी भी शेष जल वाष्प को आणविक छलनी (पृथ्वी पर आधारित ऑक्सीजन सांद्रक के समान) का उपयोग करके हटा दिया जाता है।
वितरण: सूखी, शुद्ध ऑक्सीजन (99.999% शुद्धता) को वाल्व और पाइप के एक नेटवर्क के माध्यम से आईएसएस के वायुमंडल में भेजा जाता है, जो 21% एकाग्रता बनाए रखने के लिए मौजूदा हवा के साथ मिश्रित होती है।
हाइड्रोजन वेंटिंग: हाइड्रोजन उपोत्पाद का उपयोग आईएसएस द्वारा नहीं किया जाता है (क्योंकि स्टेशन सौर ऊर्जा पर चलता है, हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं पर नहीं) और इसे अंतरिक्ष में भेज दिया जाता है। यह मीर जैसे शुरुआती अंतरिक्ष स्टेशनों से एक महत्वपूर्ण अंतर है, जो बिजली उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोजन का उपयोग करता था।
2.2 ओजीएस की दक्षता और क्षमता
ओजीएस को आईएसएस की दैनिक ऑक्सीजन मांग को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो प्रति अंतरिक्ष यात्री ~ 0.84 किलोग्राम (किलो) है (1 एटीएम पर ~ 588 लीटर गैसीय ऑक्सीजन के बराबर)। 7 लोगों के दल के लिए, इसका कुल योग प्रति दिन ~5.88 किलोग्राम ऑक्सीजन है। OGS के प्रमुख प्रदर्शन मेट्रिक्स में शामिल हैं:
उत्पादन दर: प्रत्येक एसओईसी प्रतिदिन ~0.5 किलोग्राम ऑक्सीजन का उत्पादन कर सकता है, इसलिए दोनों एसओईसी मिलकर प्रतिदिन ~1 किलोग्राम ऑक्सीजन उत्पन्न करते हैं। हालाँकि, सिस्टम को घिसाव को कम करने के लिए एक कंपित मोड (एक एसओईसी सक्रिय, एक स्टैंडबाय पर) में संचालित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रति दिन ~ 0.5 किलोग्राम का शुद्ध उत्पादन होता है। इसका मतलब यह है कि ओजीएस अकेले पूरे दल की मांग को पूरा नहीं कर सकता है, इसलिए अतिरिक्त ऑक्सीजन स्रोतों की आवश्यकता है (धारा 3 देखें)।
ऊर्जा दक्षता: एसओईसी अत्यधिक कुशल हैं, ~80% विद्युत ऊर्जा को ऑक्सीजन में परिवर्तित करते हैं (पारंपरिक इलेक्ट्रोलिसिस प्रणालियों के लिए ~60% की तुलना में)। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि आईएसएस के सौर सरणियों की क्षमता सीमित है (सभी प्रणालियों के लिए ~120 किलोवाट, किलोवाट, बिजली)।
विश्वसनीयता: ओजीएस का डिज़ाइन जीवनकाल 15 वर्ष (मूल 10 वर्षों से बढ़ाया गया) है और इसमें विफलताओं को रोकने के लिए अनावश्यक घटक (उदाहरण के लिए, बैकअप एसओईसी, वाल्व) शामिल हैं। 2008 में इसकी स्थापना के बाद से (आईएसएस के नोड 3 मॉड्यूल, ट्रैंक्विलिटी के हिस्से के रूप में), ओजीएस को केवल छोटी समस्याओं (उदाहरण के लिए, अवरुद्ध पानी फिल्टर) का अनुभव हुआ है जिन्हें दूरस्थ समस्या निवारण के माध्यम से हल किया गया था।
3. बैकअप और पूरक प्रणाली
जबकि ओजीएस प्राथमिक ऑक्सीजन स्रोत है, आईएसएस तीन माध्यमिक प्रणालियों पर निर्भर करता है ताकि ओजीएस की खराबी या चरम मांग के दौरान (उदाहरण के लिए, जब चालक दल का आकार अस्थायी रूप से बढ़ जाए) निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित की जा सके।
3.1 दबावयुक्त ऑक्सीजन टैंक (रूसी खंड)
आईएसएस का रूसी खंड (आरएस){{0}जिसमें ज़्वेज़्दा (सेवा मॉड्यूल) और नौका (बहुउद्देशीय प्रयोगशाला मॉड्यूल) जैसे मॉड्यूल शामिल हैं, {{1}उपयोग करता हैदबावयुक्त ऑक्सीजन टैंकबैकअप के रूप में. ये टैंक हैं:
डिज़ाइन: टाइटेनियम मिश्र धातु से बने बेलनाकार टैंक (उच्च दबाव और अंतरिक्ष विकिरण का सामना करने के लिए) प्रत्येक ~40 लीटर की क्षमता के साथ। वे ऑक्सीजन को उच्च दबाव वाली गैस (3,000 पीएसआई, या 20.7 एमपीए) के रूप में संग्रहीत करते हैं, उसी प्रकार का उपयोग पृथ्वी आधारित स्कूबा टैंकों में किया जाता है, लेकिन अंतरिक्ष के लिए संशोधित किया जाता है।
आपूर्ति: टैंकों को रूसी कार्गो अंतरिक्ष यान (उदाहरण के लिए, प्रोग्रेस) के माध्यम से आईएसएस तक पहुंचाया जाता है और आरएस के बाहरी बंदरगाहों से जोड़ा जाता है। प्रत्येक प्रोग्रेस मिशन में 2-3 टैंक होते हैं, जो प्रति मिशन ~100-150 किलोग्राम ऑक्सीजन प्रदान करते हैं (~20-25 दिनों के लिए 7 के चालक दल का समर्थन करने के लिए पर्याप्त)।
तैनाती: जब ओजीएस विफल हो जाता है, तो आरएस का जीवन समर्थन सिस्टम टैंकों से स्टेशन के वातावरण में ऑक्सीजन छोड़ने के लिए वाल्व खोलता है। टैंकों का उपयोग अंतरिक्ष यात्रियों के स्पेससूट में ऑक्सीजन की आपूर्ति करने के लिए स्पेसवॉक (ईवीए, एक्स्ट्राव्हिकुलर एक्टिविटी) के दौरान भी किया जाता है।
3.2 ऑक्सीजन मोमबत्तियाँ (रासायनिक ऑक्सीजन जेनरेटर)
आपातकालीन स्थितियों के लिए (उदाहरण के लिए, कार्गो पुनः आपूर्ति में देरी के साथ एक बड़ी ओजीएस विफलता), आईएसएस इसका उपयोग करता हैऑक्सीजन मोमबत्तियाँ-कॉम्पैक्ट, रासायनिक-आधारित जनरेटर जो थर्मल प्रतिक्रिया के माध्यम से ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं। ये मोमबत्तियाँ हैं:
संघटन: प्रत्येक मोमबत्ती एक उत्प्रेरक (उदाहरण के लिए, लौह पाउडर) और एक ईंधन (उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम) के साथ मिश्रित सोडियम क्लोरेट (NaClO₃) का एक ठोस ब्लॉक है। प्रज्वलित होने पर, सोडियम क्लोरेट उच्च तापमान (500-600 डिग्री) पर विघटित होकर ऑक्सीजन गैस और सोडियम क्लोराइड (टेबल नमक) का उत्पादन करता है।
क्षमता: एक मोमबत्ती (~1 किलो वजन) ~60 लीटर ऑक्सीजन पैदा करती है (एक अंतरिक्ष यात्री के लिए ~10 घंटे के लिए पर्याप्त)। आईएसएस में ~100 मोमबत्तियाँ हैं, जिन्हें आसान पहुंच के लिए प्रत्येक मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, ज़रिया, यूनिटी) में अग्निरोधक कंटेनरों में संग्रहीत किया जाता है।
सुरक्षा: ऑक्सीजन मोमबत्तियाँ अंतरिक्ष में सुरक्षित रहने के लिए डिज़ाइन की गई हैं {{0}वे खुली लपटें (केवल गर्मी) उत्पन्न नहीं करती हैं और सोडियम क्लोराइड उपोत्पाद गैर-विषाक्त है -(इसे एक फिल्टर में एकत्र किया जाता है और बाद में कार्गो मिशन के दौरान हटा दिया जाता है)। हालाँकि, उनकी सीमित क्षमता और मैन्युअल सक्रियण की आवश्यकता के कारण उनका उपयोग केवल अंतिम उपाय के रूप में किया जाता है।
3.3 पुनर्योजी जीवन समर्थन: CO₂ से ऑक्सीजन का पुनर्चक्रण
आईएसएस कापर्यावरण नियंत्रण और जीवन समर्थन प्रणाली (ईसीएलएसएस)इसमें एक पुनर्योजी घटक शामिल है जो CO₂- से ऑक्सीजन का पुनर्चक्रण करता है जिससे नए ऑक्सीजन उत्पादन की आवश्यकता कम हो जाती है। यह के माध्यम से किया जाता हैकार्बन डाइऑक्साइड निष्कासन असेंबली (सीडीआरए)(यूएस सेगमेंट) औरवोज़दुख प्रणाली(रूसी खंड):
सीडीआरए (यूएस सेगमेंट): दो -चरणीय प्रक्रिया का उपयोग करता है जिसे कहा जाता हैठोस अमीन जल अवशोषणCO₂ को हटाने और ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए:
CO₂ सोखना: आईएसएस से हवा को ठोस अमाइन (एक रासायनिक यौगिक जो CO₂ से बंधता है) के माध्यम से पंप किया जाता है। अमीन CO₂ को फँसाता है, जबकि स्वच्छ हवा (CO₂ के बिना) स्टेशन पर वापस आ जाती है।
अवशोषण और ऑक्सीजन उत्पादन: जब अमीन बिस्तर संतृप्त हो जाता है, तो फंसी हुई CO₂ को मुक्त करने के लिए इसे गर्म किया जाता है। फिर CO₂ को हाइड्रोजन (OGS की इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया से) के साथ प्रतिक्रिया दी जाती हैसबेटियर रिएक्टर(एक अन्य ECLSS घटक) पानी (H₂O) और मीथेन (CH₄) का उत्पादन करने के लिए। फिर पानी को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विभाजित होने के लिए ओजीएस में भेजा जाता है, जिससे एक बंद लूप बनता है।
वोज़दुख प्रणाली (रूसी खंड): CO₂ को अवशोषित करने के लिए एक समान प्रक्रिया का उपयोग करता है लेकिन एक अलग रसायन (लिथियम हाइड्रॉक्साइड, LiOH) के साथ। सीडीआरए के विपरीत, वोज़दुख प्रणाली CO₂ को ऑक्सीजन में पुनर्चक्रित नहीं करती है। इसके बजाय, LiOH को संतृप्त होने के बाद त्याग दिया जाता है (इसे कार्गो मिशन के माध्यम से बदल दिया जाता है)। हालाँकि, यह सीडीआरए की तुलना में अधिक सरल और विश्वसनीय है, जो इसे एक मूल्यवान बैकअप बनाता है।
पुनर्योजी प्रणाली आईएसएस की ऑक्सीजन की मांग को ~40% कम कर देती है, एक महत्वपूर्ण दक्षता लाभ जो पुनः आपूर्ति मिशन की आवश्यकता को कम करता है। उदाहरण के लिए, पुनर्चक्रण के बिना, स्टेशन को 7 अंतरिक्ष यात्रियों के लिए प्रति दिन ~9.8 किलोग्राम ऑक्सीजन की आवश्यकता होगी; पुनर्चक्रण के साथ, यह घटकर ~5.88 किलोग्राम रह जाता है।
4. आपात्कालीन स्थितियों के लिए लचीलापन सुनिश्चित करना
द्वितीयक स्रोतों के अलावा, आईएसएस के पास चरम मांग और आपात स्थितियों को संभालने के लिए समर्पित ऑक्सीजन भंडारण प्रणालियाँ हैं। इन प्रणालियों को ऑक्सीजन को दो रूपों में संग्रहीत करने के लिए डिज़ाइन किया गया है: उच्च दबाव वाली गैस और तरल।
4.1 उच्च दबाव गैस भंडारण (यूएस खंड)
अमेरिकी खंड काउच्च-दबाव वाले गैस टैंकनोड 1 (यूनिटी) और नोड 3 (ट्रैंक्विलिटी) मॉड्यूल में स्थित हैं। ये टैंक:
डिज़ाइन: इनकोनेल (एक निकल -क्रोमियम मिश्र धातु जो संक्षारण और उच्च तापमान के लिए प्रतिरोधी है) से बने गोलाकार टैंक, प्रत्येक की क्षमता ~150 लीटर। वे 6,000 पीएसआई (41.4 एमपीए) पर ऑक्सीजन संग्रहित करते हैं {{6}रूसी खंड के टैंकों के दबाव से दोगुना {{7}जिससे छोटी जगह में अधिक ऑक्सीजन संग्रहित किया जा सकता है।
क्षमता: प्रत्येक टैंक में ~100 किलोग्राम ऑक्सीजन (7 अंतरिक्ष यात्रियों के लिए ~17 दिनों के लिए पर्याप्त) होती है। यूएस सेगमेंट में 4 ऐसे टैंक हैं, जो कुल ~400 किलोग्राम (~68 दिनों के लिए पर्याप्त) का बैकअप प्रदान करते हैं।
उदाहरण: इन टैंकों का उपयोग पीक डिमांड के दौरान ओजीएस को पूरक करने के लिए किया जाता है (उदाहरण के लिए, जब दो अंतरिक्ष यात्री स्पेसवॉक पर होते हैं, तो ऑक्सीजन की खपत ~ 50% बढ़ जाती है) और यदि ओजीएस विफल हो जाता है तो बैकअप के रूप में उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग स्पेसवॉक के बाद स्टेशन पर दबाव डालने के लिए भी किया जाता है (क्योंकि ईवीए के दौरान कुछ हवा खो जाती है)।
4.2 तरल ऑक्सीजन (एलओएक्स) भंडारण (केवल आपातकालीन)
दीर्घावधि की आपातकालीन स्थितियों के लिए (उदाहरण के लिए, एक महीने की OGS विफलता), आईएसएस भंडारण कर सकता हैतरल ऑक्सीजन (LOX)-रॉकेट ईंधन में इसी रूप का उपयोग किया जाता है। LOX को संग्रहित किया जाता है:
डिज़ाइन: LOX को -183 डिग्री (इसका क्वथनांक 1 एटीएम) पर रखने के लिए वैक्यूम इन्सुलेशन परत के साथ दोहरी दीवार वाले टैंक। स्टेशन पर सीमित स्थान के कारण टैंक छोटे हैं (प्रत्येक ~50 लीटर)।
क्षमता: 50-लीटर LOX टैंक में ~60 किलोग्राम ऑक्सीजन होती है (चूंकि LOX का घनत्व 1.141 किलोग्राम/लीटर है), जो 7 अंतरिक्ष यात्रियों के लिए ~10 दिनों के लिए पर्याप्त है। आईएसएस के पास ऐसे 2 टैंक हैं, जो कुल ~120 किलोग्राम (~20 दिनों के लिए पर्याप्त) प्रदान करते हैं।
चुनौतियां: LOX को अंतरिक्ष में संग्रहीत करना कठिन है क्योंकि स्टेशन के तापमान में उतार-चढ़ाव होता है (छाया में 120 डिग्री से लेकर सूर्य के प्रकाश में 120 डिग्री तक), जिससे कुछ LOX उबल जाता है (वाष्पीकृत हो जाता है)। उबाल को कम करने के लिए, टैंक हीटर से सुसज्जित होते हैं जो तापमान को नियंत्रित करते हैं और एक दबाव राहत वाल्व होता है जो अतिरिक्त गैस को बाहर निकालता है (जिसे बाद में स्टेशन के वातावरण में पकड़ लिया जाता है और उपयोग किया जाता है)।
5. सभी मॉड्यूलों में एक समान आपूर्ति सुनिश्चित करना
आईएसएस 16 मॉड्यूल (2024 तक) का एक जटिल नेटवर्क है, जिसमें रहने वाले क्वार्टर (उदाहरण के लिए, क्रू क्वार्टर), प्रयोगशालाएं (उदाहरण के लिए, कोलंबस, किबो), और सेवा मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, ज़्वेज़्दा, नौका) शामिल हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रत्येक मॉड्यूल में लगातार 21% ऑक्सीजन सांद्रता हो, स्टेशन का उपयोग करता हैकेंद्रीकृत वितरण प्रणालीनिम्नलिखित घटकों के साथ:
5.1 एयर सर्कुलेशन पंखे
प्रत्येक मॉड्यूल में 4-6 हैंवायु परिसंचरण पंखेजो ~1 घन मीटर प्रति मिनट की दर से हवा को स्थानांतरित करता है। ये प्रशंसक:
स्थिर वायु पॉकेट को रोकें (जिससे मॉड्यूल के कोनों में ऑक्सीजन का स्तर कम हो सकता है)।
21% सांद्रता बनाए रखने के लिए नव उत्पादित ऑक्सीजन को मौजूदा हवा के साथ मिलाएं।
CO₂ और संदूषकों को हटाने के लिए CDRA/Vozduk सिस्टम के माध्यम से हवा डालें।
पंखे महत्वपूर्ण हैं क्योंकि, माइक्रोग्रैविटी (भारहीनता) में, हवा स्वाभाविक रूप से प्रसारित नहीं होती है (जैसा कि यह पृथ्वी पर संवहन के कारण होता है)। पंखे के बिना, अंतरिक्ष यात्री ऑक्सीजन स्रोत से दूर के क्षेत्रों में हाइपोक्सिया का अनुभव कर सकते हैं।
5.2 वाल्व और पाइप
का एक नेटवर्कस्टेनलेस स्टील पाइप(2-4 इंच व्यास) ओजीएस, भंडारण टैंक और मॉड्यूल को जोड़ता है। प्रत्येक पाइप सुसज्जित है:
सोलेनॉइड वॉल्व: विद्युत नियंत्रित वाल्व जो ऑक्सीजन प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए खुलते और बंद होते हैं। रिसाव को रोकने के लिए ये वाल्व अनावश्यक हैं (प्रत्येक पाइप में दो वाल्व होते हैं)।
दबाव सेंसर: यह सुनिश्चित करने के लिए पाइपों में दबाव की निगरानी करें कि यह स्टेशन के वायुमंडलीय दबाव (101.3 केपीए) से मेल खाता है। यदि दबाव गिरता है (उदाहरण के लिए, रिसाव के कारण), तो सेंसर अलार्म बजाते हैं और प्रभावित वाल्व बंद कर देते हैं।
फिल्टर: पंखों और जीवन समर्थन प्रणालियों को नुकसान से बचाने के लिए ऑक्सीजन से धूल और मलबा हटा दें।
5.3 मॉड्यूल-विशिष्ट नियामक
प्रत्येक मॉड्यूल में एक हैदाब नियंत्रकजो अपने आकार और अधिभोग के आधार पर मॉड्यूल में ऑक्सीजन प्रवाह को समायोजित करता है। उदाहरण के लिए:
छोटे मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, क्रू क्वार्टर, जो ~10 घन मीटर हैं) को बड़े मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, कोलंबस प्रयोगशाला, जो ~75 घन मीटर है, के लिए ~0.5 किलोग्राम प्रति दिन की आवश्यकता होती है) की तुलना में कम प्रवाह दर (~0.1 किलोग्राम ऑक्सीजन प्रति दिन) की आवश्यकता होती है।
नियामक यह भी सुनिश्चित करते हैं कि मॉड्यूल का दबाव 101.3 kPa पर बना रहे, भले ही अन्य मॉड्यूल पर दबाव डाला जा रहा हो (उदाहरण के लिए, स्पेसवॉक के बाद)।
