गगनयान की जीवन-समर्थन प्रणाली कैसे संचालित होती है?

पर्यावरण नियंत्रण और जीवन समर्थन प्रणाली (ईसीएलएसएस) हवा, पानी, तापमान और अपशिष्ट का प्रबंधन करके पृथ्वी की कक्षा में पृथ्वी के वायुमंडल की नकल करती है। अल्पकालिक अंतरिक्ष अभियानों में, सभी आपूर्ति पृथ्वी से की जाती है और कचरे को बाद में निपटान के लिए संग्रहीत किया जाता है। लंबी अवधि के मिशन कचरे को पुन: चक्रित करके सांस लेने योग्य हवा और स्वच्छ पानी जैसे उपयोगी संसाधनों में परिवर्तित करते हैं।

वायु पुनरुद्धार क्या है?

कार्बन डाइऑक्साइड पृथ्वी के वायुमंडल से प्रकाश संश्लेषण द्वारा और महासागरों में घुलकर हटा दिया जाता है। गगनयान (पृथ्वी के चारों ओर 400 किमी की कक्षा में भारतीय अंतरिक्ष यात्रियों के एक छोटे दल को स्थापित करने के लिए भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन का मिशन) में, अंतरिक्ष यात्रियों के साँस छोड़ने से केबिन में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बढ़ जाएगी और इसे कृत्रिम रूप से निकालना होगा। कार्बन डाइऑक्साइड के ऊंचे स्तर से हाइपरकेनिया हो सकता है, जिससे सिरदर्द, चक्कर आना और बिगड़ा हुआ संज्ञानात्मक कार्य जैसे लक्षण हो सकते हैं।

एक स्वस्थ वयस्क आमतौर पर प्रति दिन लगभग 1 किलोग्राम कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है, हालांकि शारीरिक परिश्रम के साथ यह मात्रा काफी बढ़ जाती है। एयर रिवाइटलाइज़ेशन सिस्टम (एआरएस) ताज़ी हवा प्रदान करता है, कार्बन डाइऑक्साइड को हटाता है, और उन दूषित पदार्थों या गंधों को फ़िल्टर करता है जो अन्यथा केबिन में जमा हो जाते। छोटे मिशनों के लिए, उच्च दबाव वाली गैस बोतलों से ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है। मानकों के अनुसार, एक स्वस्थ चालक दल के सदस्य को चयापचय कार्यों को समर्थन देने के लिए प्रति दिन 0.84 किलोग्राम ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।

लिथियम हाइड्रॉक्साइड कनस्तरों का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को हटा दिया जाता है। प्रत्येक कनस्तर में सक्रिय चारकोल होता है जो केबिन की हवा में किसी भी गंध को अवशोषित करता है। क्रू द्वारा एक ख़राब कनस्तर को आम तौर पर हर 20-24 घंटों में एक नए कनस्तर से बदल दिया जाता है। प्राकृतिक संवहन की कमी वाले माइक्रोग्रैविटी वातावरण में, ईसीएलएसएस में छोटे पंखे संचार प्रणाली हैं जो घातक कार्बन डाइऑक्साइड और खतरनाक ऑक्सीजन पॉकेट को रुकने से रोकते हैं।

दबाव, तापमान और आर्द्रता को कैसे नियंत्रित किया जाता है?

गगनयान क्रू मॉड्यूल को चालक दल के आराम और उपकरण सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए 20-26 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 30% से 70% के बीच सापेक्ष आर्द्रता के साथ एक आरामदायक वातावरण बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। क्रू की सांस और पसीने से निकलने वाली नमी केबिन में नमी का मुख्य स्रोत है।

क्रू केबिन में कम नमी के कारण त्वचा शुष्क हो सकती है, आँखों में जलन हो सकती है और स्थैतिक बिजली डिस्चार्ज का खतरा बढ़ सकता है जो इलेक्ट्रॉनिक्स को नुकसान पहुंचा सकता है। उच्च आर्द्रता माइक्रोबियल विकास को बढ़ावा देती है और संघनन का कारण बनती है जिससे शॉर्ट-सर्किट या जंग लग सकता है।

क्रू मॉड्यूल में गर्मी मुख्य रूप से अंतरिक्ष यात्रियों के चयापचय शरीर की गर्मी (प्रति क्रू 100 से 150 डब्ल्यू) और लगातार ऑनबोर्ड इलेक्ट्रॉनिक्स और एवियोनिक्स के संचालन से उत्पन्न होती है। तापमान को नियंत्रित करने के लिए एक सक्रिय शीतलन प्रणाली का उपयोग किया जाता है। हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से हवा को प्रसारित करके गर्मी को हटा दिया जाता है, जो गर्मी को अंतरिक्ष में बाहर निकाल देगा। आर्द्रता को संघनक इकाइयों द्वारा प्रबंधित किया जाता है जो फॉगिंग और शॉर्ट-सर्किट को रोकने के लिए पानी एकत्र करती हैं।

दबाव 101.3 kPa पर रखा गया है। पृथ्वी की समुद्र-स्तर की स्थितियों की नकल करने के लिए, दबाव नियंत्रण प्रणाली हवा और ऑक्सीजन के स्तर को संतुलित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सेंसर और सुरक्षा वाल्व का उपयोग करती है।

पानी कहाँ से आता है?

अंतरिक्ष में प्राथमिक चुनौती यह है कि पानी ‘बहता’ नहीं है बल्कि तैरते हुए ग्लोब्यूल्स बनाता है जो इलेक्ट्रॉनिक्स में शॉर्ट-सर्किट का कारण बन सकता है या अगर गलती से साँस में चला जाए तो खतरा पैदा हो सकता है। इसलिए गैस-तरल मिश्रण से बचने के लिए पानी को दबावयुक्त मूत्राशय का उपयोग करके भंडारण से यंत्रवत् निकाला जाना चाहिए।

गगनयान में, दल विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए पाउच में संग्रहीत पीने योग्य पानी की आपूर्ति पर निर्भर करता है। पानी को सीधे मुंह में डालने के लिए उन्हें दबाया जा सकता है।

अपशिष्ट प्रबंधन कैसे किया जाता है?

माइक्रोग्रैविटी में, तरल और ठोस अपशिष्ट “गिरते नहीं” हैं, जिससे अपशिष्ट को शरीर से दूर खींचने और इसे इधर-उधर तैरने से रोकने के लिए सक्शन-आधारित वायुप्रवाह प्रणालियों की आवश्यकता होती है। माइक्रोबियल संदूषण और अमोनिया जैसी जहरीली गैसों के निर्माण से बचने के लिए इन प्रणालियों को कचरे को अलग और स्थिर करना चाहिए।

गगनयान में, विशेष मल संग्रह बैग का उपयोग किया जाएगा और मूत्र को फ़नल के माध्यम से चूसा जाएगा। गंध को बेअसर करने और बैक्टीरिया के विकास को रोकने के लिए सभी कचरे का रासायनिक उपचार किया जाएगा, फिर वापसी के बाद निपटान के लिए सीलबंद कंटेनरों में संग्रहीत किया जाएगा।

आग को कैसे दबाया जाता है?

गुरुत्वाकर्षण की कमी आग को एक ऐसे क्षेत्र में फैलने की अनुमति देती है जहां पारंपरिक शमनकर्ताओं के साथ पहुंचना कठिन होता है। गगनयान में चालक दल को सचेत करने के लिए स्मोक डिटेक्टर अलार्म बजाएंगे। पानी की महीन धुंध बनाने वाले अग्निशामक यंत्रों का उपयोग आग बुझाने के लिए किया जा सकता है। पानी की धुंध प्रभावी ढंग से आग को ठंडा करती है और जहरीले धुएं के कणों को भी साफ करती है।

चालक दल के प्रेशर सूट पहनने के बाद आग बुझाने के लिए अंतिम उपाय के रूप में रूस के सोयुज के पास केबिन में दबाव कम करने का विकल्प है।

(उन्नीकृष्णन नायर एस. वीएसएससी और आईआईएसटी के पूर्व निदेशक हैं; संस्थापक निदेशक, एचएसएफसी; और प्रक्षेपण यान प्रणालियों, कक्षीय पुनः प्रवेश और मानव अंतरिक्ष उड़ान प्रौद्योगिकियों के विशेषज्ञ हैं। वह वर्तमान में वीएसएससी में डॉ. साराभाई प्रोफेसर के रूप में कार्यरत हैं)