Реакция Сабатье
СО2 + 4Н2 → СН4 + 2Н2О. Эта реакция восстанавливает O2 из выдыхаемого CO2 на МКС, обеспечивая восстановление O2 примерно на 50%. Метан выбрасывается в виде отходов — ключевое ограничение физико-химического ECLSS.
ECLSS Калькулятор баланса массы и энергии
Модель жизнеобеспечения замкнутого цикла для космических сред обитания. Рассчитайте массовые потоки O2/CO2/H2O/пищевых продуктов, эффективность переработки и начните экономить массу.
Мы не записываем ваши финансовые данные или количество сотрудников. Все расчеты выполняются мгновенно в вашем браузере.
Параметры миссии
1100
73650
01000
Переработка воды
85%
Восстановление O2
50%
Еда на месте
30%
Переработка отходов
60%
Баланс массового расхода
Кислород (O2)3.3 / 3.4 kg/d
97% переработанный · 0.1 kg/d дефицит
Углекислый газ (CO2)3.7 / 4 kg/d
93% переработанный · 0.3 kg/d дефицит
Вода (H2O)202.1 / 100 kg/d
100% переработанный
Продукты питания (сухая масса)0.7 / 2.5 kg/d
30% переработанный · 1.7 kg/d дефицит
Запустить массовое сравнение
Масса запуска с разомкнутым контуром
54.9 t
Общая масса за 500 дн.
Пусковая масса с замкнутым контуром
1.1 t
Общая масса за 500 дн.
Массовая экономия
98%
против открытого цикла
eclss.growingAreaNote
Скорость метаболизма по данным NASA BVAD (2018). Производительность растений по данным Wheeler et al. (2003). Эффективность переработки на основе данных проекта ESA MELiSSA и НАСА ALS.
Наука о жизнеобеспечении с замкнутым контуром
Биорегенеративный против физико-химического
Растения производят O2, пищу и очищают воду одновременно посредством транспирации. Физико-химические системы более компактны, но не могут производить пищу. Будущие миссии в дальний космос потребуют гибридных биорегенеративных систем.
Закрытие водяного контура
ISS достигает ~93% рекуперации воды из мочи, конденсата влаги и гигиенической воды. Остальные 7% потерь ограничивают продолжительность миссии без пополнения запасов. Полностью замкнутые контуры требуют технологии переработки рассола, которая все еще находится в стадии разработки.
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между открытым, частичным и закрытым контуром?
Открытый цикл означает отсутствие переработки — все расходные материалы должны быть запущены с Земли. Частичный (класс МКС) перерабатывает 85% воды и 50% O2. Полностью закрытый (биорегенеративный) обеспечивает производство 97% воды, 90% O2 и 90% продуктов питания на месте.
Какая площадь выращивания нужна каждому человеку?
Согласно данным НАСА BVAD для смешанного рациона питания, для полной продовольственной самообеспеченности требуется около 28 м² растущей площади на человека. Это можно уменьшить с помощью высокопроизводительных водорослей и оптимизированных спектров светодиодов.
Основаны ли эти показатели метаболизма на реальных данных НАСА?
Да. Потребление O2 (0,84 кг/человек/день), производство CO2 (1,0 кг/человек/день) и потребление воды (25 кг/человек/день) взяты из документа НАСА по базовым значениям и предположениям (BVAD, 2018).
Могу ли я использовать это для планирования реальной миссии?
Этот инструмент предоставляет оценки первого порядка, подходящие для образовательных целей и концептуальных исследований. Для разработки реальной миссии используйте инструменты моделирования NASA ALS SIM или ESA MELiSSA.
Изучите сопутствующие инструменты
Мы не записываем ваши финансовые данные или количество сотрудников. Все расчеты выполняются мгновенно в вашем браузере. · Молярные массы взяты из атомных весов IUPAC 2023 и стандартной справочной базы данных NIST 144 — проверены по эталонным значениям PubChem для 200 распространенных соединений (среднее отклонение <0,001 г/моль). Для оценки углеродного следа используется методология Cloud Carbon Footprint 2024 и коэффициенты выбросов EPA 2025, подходящие для направленной отчетности ESG, а не для бухгалтерского учета, сертифицированного по стандарту ISO 14064.