Является ли система жизнеобеспечения на МКС и других используемых пилотируемых кораблях полностью резервированной?

Частичный ответ на

действительно ли система жизнеобеспечения полностью избыточна на МКС или в предыдущих пилотируемых кораблях

(выделено мной)

Для шаттла, предыдущего пилотируемого космического корабля, система жизнеобеспечения была как минимум одноотказоустойчивой для всего, кроме разрушения конструкции прочного корпуса, т.е. протечки кабины и возгорания. Вы можете получить представление об отказоустойчивости, взглянув на критерии «годен-не годен» для Life Support.

(INVOKE MDF означает прервать полет, ENTER NEXT PLS означает приземлиться при первой же возможности в KSC или Edwards)

Если нет, то какие существуют процедуры на случай отказа системы жизнеобеспечения, чтобы сохранить жизнь экипажу?

Процедуры существовали даже для резервных систем. Вот процедуры, включенные в раздел ECLSS карманного контрольного списка орбитального шаттла (в котором перечислены неисправности, требующие быстрого реагирования).

• O2(N2) ПОТОК HIGH/CAB P LOW/dP/dT
• H2O TK QTY LOW AND DECR
• ИСПАРЕНИЕ ВЫСОКО
• ОТКРЫТИЕ ЭМЕР ПЛБД
• ИСПАРИТЕЛЯ Т НИЗК.
• H2O SPLY ДАВЛЕНИЕ ВЫСОКОЕ
• НИЗКИЙ ПОТОК ФРЕОНА
• Т НИЗКАЯ ВЫХОД РАДИАТОРА КОНТУРА ФРЕОНА
• УТЕЧКА ФРЕОНА
• УТЕЧКА/ПУСТОЙ БАЛЛОН ДЛЯ ГАЛОНА
• ОРВ ПОСЛЕПОЖАРНЫЕ ДЕЙСТВИЯ
• УБОРКА КАБИНЫ ПОСЛЕ ПОЖАРА
• МКС C&W TOX банкомат

Не вдаваясь в них подробно, можно увидеть, что были процедуры сброса давления в кабине, проблемы с системами подачи и питьевой воды, проблемы с системами охлаждения, пожары.

«Подробный» документ «Процедуры устранения неполадок » содержит длинный раздел, посвященный проблемам системы жизнеобеспечения, которые не требовали немедленного внимания. Для получения дополнительной информации просмотрите раздел 6 этого почти 1000-страничного PDF-файла!

Источники:

• Правила полета космического корабля "Шаттл"
• Карманный контрольный список Orbit

Рисуем широкими мазками:

В дополнение к вышеприведенному ответу вы могли бы рассматривать МКС как почти две отдельные космические станции - орбитальный сегмент США и орбитальный сегмент России. Если вышеперечисленное относится к той же сфере, что и операционная система США, с помощью аналогичной технологии и исходящей от того же агентства, другой стороной является российская ОС, которая также имеет свою собственную систему жизнеобеспечения.

ФГБ (первый запущенный модуль) и «Звезда» являются автономными аппаратами, то есть, в отличие от модулей США, способны (или были) запускаться и работать своим ходом и содержать собственные системы жизнеобеспечения.

С системой жизнеобеспечения ROS может просто закрыть двери и сохранить свою систему жизнеобеспечения отдельно от остальной части станции, и орбитальный сегмент США может сделать то же самое. Вы можете рассматривать это как своего рода резервную копию.

Каждый сегмент имеет свой собственный способ рециркуляции влаги и производства кислорода.

С точки зрения мощности, с двумя связанными ОС, ROS разделяет часть мощности, поступающей от основного массива на USOS; действительно, в первые дни строительства ROS питала USOS до прибытия солнечных батарей.

Да и нет.

Орбитальные космические корабли, как правило, «устойчивы к единичным отказам», то есть не существует единичного отказа, который может привести к ситуации, в которой невозможно выжить. Однако это не означает полного резервирования: вместо этого часто есть альтернативный вариант, который позволит достичь конечной цели — сохранить жизнь астронавтов. Некоторые примеры:

• Системы жизнеобеспечения «Аполлона» в открытом космосе справлялись с отказом либо кислородной системы, либо системы охлаждения с режимом подачи воздуха разомкнутой цепи. Вместо циркуляции охлаждающей воды через радиатор и использования гидроксида лития для удаления углекислого газа из воздуха кислород из специального резервуара будет проходить через скафандр один раз, а затем выбрасываться в космос, что дает 30 минут, чтобы вернуться в LM.
• «Восток-1» должен был быть выведен на орбиту, которая распадется всего через несколько дней, если повторный вход не удастся. (Фактический перицентр был немного выше, и это привело бы к повторному входу в атмосферу через 20 дней).
• На МКС есть химические генераторы кислорода, которые можно использовать в случае выхода из строя основной системы подачи кислорода.

Частичное резервирование также распространено. Например, у космического челнока было три топливных элемента, любые два из которых могли обеспечить достаточную мощность, а космическая капсула Crew Dragon может безопасно приземлиться, пока раскрываются три из четырех основных парашютов.