L'astronaute Daniel W. Bursch, Ingénieur de vol de l'expédition quatre, travaille sur le générateur d'oxygène Elektron dans le module de service Zvezda de la Station spatiale internationale (ISS). Image reproduite avec l'aimable autorisation de la NASA Sur Terre, nous avons un approvisionnement constant en air frais. Nous respirons de l'oxygène et expirons du dioxyde de carbone. Ces gaz sont recyclés par les plantes grâce au processus de photosynthèse. Les plantes absorbent du dioxyde de carbone et libèrent de l'oxygène. C'est un cycle merveilleux à grande échelle. Mais que se passe-t-il dans le minuscule, cabines confinées d'engins spatiaux, comme la navette spatiale ou les stations spatiales ?
La plupart des engins spatiaux transportent leur propre réserve d'oxygène avec eux et peuvent avoir un système de secours. Cependant, les missions de ces engins spatiaux durent peu de temps, de l'ordre de jours à deux semaines. En revanche, la Station spatiale internationale (ISS) a été conçue pour les vols spatiaux à long terme et est en orbite depuis 1998. Alors, comment l'oxygène est-il fabriqué à bord de l'ISS ? Il est géré de l'une des trois manières suivantes, utilisant des générateurs d'oxygène, réservoirs d'oxygène sous pression ou générateurs d'oxygène à combustible solide (également appelés bougies à oxygène).
La méthode principale est réalisée par les générateurs d'oxygène :l'Elektron de fabrication russe et le système américain de contrôle de l'environnement et de survie (ECLSS). L'Elektron est situé dans le module de service (Zvezda) et l'ECLSS est situé dans le module de laboratoire Destiny. Ces appareils fabriquent de l'oxygène à partir de l'eau par un processus appelé électrolyse, au cours de laquelle un courant électrique traverse l'eau d'une électrode chargée positivement appelée anode à une autre électrode chargée négativement appelée cathode. Il y a une petite concentration de sel dans l'eau pour conduire l'électricité parce que l'eau elle-même est un mauvais conducteur électrique. Dans le processus, l'eau se divise en hydrogène gazeux et oxygène gazeux. Voici comment fonctionne la chimie du processus :
L'électricité est produite par les panneaux solaires de la station et fournie aux générateurs d'oxygène via le réseau électrique de la station. L'eau est livrée à la station depuis la Terre par les navires de ravitaillement Progress et la navette spatiale. L'eau est également récupérée par des condenseurs qui éliminent la vapeur d'eau de l'air de la cabine (les astronautes exhalent de la vapeur d'eau). Finalement, l'eau peut être recyclée à partir des urines des astronautes par l'unité ECLSS. L'hydrogène gazeux produit lors du processus d'électrolyse est évacué dans l'espace et l'oxygène gazeux circule dans l'air de la cabine.
Voyons maintenant les autres moyens par lesquels l'ISS fabrique de l'oxygène.
Electrolyse de l'eau HSW Comme vous le savez maintenant, obtenir de l'oxygène à bord de la Station spatiale internationale (ISS) est géré de l'une des trois manières suivantes, utilisant des générateurs d'oxygène, réservoirs d'oxygène sous pression ou générateurs d'oxygène à combustible solide. Sur la page précédente, nous avons parlé des générateurs d'oxygène. Maintenant, parlons des deux autres méthodes.
Dans la deuxième méthode, l'oxygène n'est pas produit, mais plutôt livré à l'ISS depuis la Terre. Lorsque Progress est ravitaillé, Véhicules de transfert automatisés européens, ou le quai de la navette spatiale américaine à la station, ils pompent de l'oxygène dans des réservoirs sous pression aux nœuds des sas. Ils pompent également de l'azote gazeux dans d'autres réservoirs sous pression au niveau de ces sas. Les commandes atmosphériques de la station mélangent les gaz dans les proportions correctes à l'atmosphère terrestre et font circuler le mélange dans la cabine.
La troisième méthode est un système de secours qui produit de l'oxygène par des réactions chimiques. Le système est appelé générateur d'oxygène à combustible solide (SFOG) et est situé dans le module de service de la station (Zvezda). Le SFOG, qui s'appelle aussi bougies à oxygène ou bougies au chlorate , contient des bidons contenant un mélange de chlorate de sodium en poudre (NaClO
600°C
NaClO
Le SFOG fournit 6,5 heures-homme d'oxygène par kilogramme de mélange. Les combinaisons spatiales russes produisent également de l'oxygène à l'aide de SFOG.
Dans les futures stations spatiales ou colonies spatiales, Les scientifiques de la NASA espèrent créer de l'oxygène et éliminer naturellement le dioxyde de carbone en faisant pousser des plantes. Les plantes fourniraient de l'air respirable et seraient une source de nourriture pour les astronautes. Un problème qui doit être résolu, bien que, est de savoir comment faire pousser un grand nombre de plantes dans de petits espaces - l'espace de vie à bord d'une station spatiale est limité.
Publié à l'origine :22 février 2011
