35 примесей за один замер: как «Газоанализатор-ФС» меняет контроль атмосферы на МКС

Космический эксперимент «Газоанализатор-ФС» — это не просто установка очередного датчика. Его цель — отработка методологии и перспективных аппаратурных средств контроля газового состава атмосферы обитаемых отсеков с помощью Фурье-спектроскопии. Постановщиком работы выступает РКК «Энергия», а сама аппаратура рассматривается как кандидат на замену действующего оборудования на российском сегменте МКС.

Новый прибор решает несколько задач одновременно. Во-первых, он должен в автоматическом режиме отслеживать основные составляющие атмосферы и газовые микропримеси в течение длительного времени. Во-вторых, речь идет об отработке самой аппаратуры и методов работы с ней — как в автоматическом, так и в ручном режиме. В-третьих, данные, передаваемые на Землю, должны пройти обработку и анализ, чтобы специалисты могли оценить эффективность метода и целесообразность его дальнейшего использования.

Действующая на станции газоаналитическая аппаратура имеет ряд ограничений: значительная погрешность, недостаточная селективность по газам с близкими свойствами, перекрестное влияние примесей на результат измерений. Кроме того, существующие сенсоры требуют периодической замены.

«Газоанализатор-ФС» лишен этих недостатков. Он обеспечивает более высокую точность и селективность, а главное — способен непрерывно и автоматически контролировать микропримеси, которые раньше выявлялись только при отборе проб. Как отметил космонавт Петр Дубров, знакомившийся с прибором на тренировках в ЦПК, это «оборудование следующего уровня», позволяющее фиксировать множество параметров и веществ, в том числе те, которые изначально не идентифицируются.

Программное обеспечение автоматически распознает 35 микропримесей за один замер. Более того, переданная на Землю интерферограмма позволяет специалистам выявлять и другие составляющие атмосферы станции, которые не были заложены в алгоритмы распознавания изначально. Аппаратно прибор объединяет Фурье-спектрометр «Глобар», работающий в средней инфракрасной области, а также датчики кислорода и водорода.

Планируемая длительность космического эксперимента — один год. Согласно методике, аппаратура последовательно устанавливается в разных модулях российского сегмента: сначала в служебном модуле «Звезда» (СМ), затем в малых исследовательских модулях «Рассвет» и «Поиск» (МИМ-1 и МИМ2), а также в многофункциональном лабораторном модуле «Наука» (МЛМ).

Первый сеанс в СМ рассчитан примерно на 30 суток. В первые двое суток проводится контроль полноты и достоверности передаваемой информации, затем аппаратура переключается на передачу данных по Wi-Fi. После отработки трех сеансов в СМ планируется по одному сеансу в МИМ-1, МИМ-2 и МЛМ. Космонавтам предстоит совмещать работу прибора с регламентным отбором проб воздуха, который проводится раз в месяц, — измерения нужно проводить в тех же местах, где берутся пробы.

Эксперимент решает не только сиюминутную задачу контроля атмосферы МКС. Его результаты должны лечь в основу полностью автоматической системы контроля газового состава для пилотируемых полетов в дальний космос. На новых станциях и транспортных кораблях экипаж не сможет уделять столько времени ручным измерениям, сколько на МКС, поэтому автономные газоаналитические системы становятся критически важными.

Кроме того, новый прибор позволяет экономить время экипажа: если раньше многие измерения проводились вручную, то теперь аппаратура работает автоматически, требуя лишь ежедневного технического обслуживания. Это высвобождает ресурсы для других научных задач.

По словам специалистов ЦПК, в перспективе «Газоанализатор-ФС» может быть введен в штатную эксплуатацию не только на МКС, но и на будущей Российской орбитальной станции (РОС).

Ранее мы рассказывали о том, как космонавты на МКС проверяют легкие.