Ученые рассказали, почему пожар так опасен во время космических полетов

Во время космического полета космонавты сталкиваются с множеством рисков, таких как микрогравитация и радиационное воздействие. Микрогравитация может снизить плотность костей, а радиационное воздействие является канцерогеном. Однако это хронические последствия.

Самый большой риск для астронавтов — это пожар, поскольку спасение будет затруднено во время длительной миссии на Марс или в другое место за пределами низкой околоземной орбиты. . Ученые исследуют, как огонь ведет себя на космических кораблях, чтобы защитить астронавтов.

Ученые из Центра прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM) Бременского университета исследуют риски возникновения пожара на борту космических кораблей.

Они опубликовали новое исследование в Трудах Института горения под названием «Влияние концентрации кислорода, давления, и противоположная скорость потока при распространении пламени вдоль тонких листов ПММА». Ведущий автор — Ханс-Кристоф Райс.

«Пожар на борту космического корабля — один из самых опасных сценариев космических полетов», — сказал доктор Флориан. Мейер, руководитель исследовательской группы по технологиям горения в ZARM.

«Вряд ли есть какие-либо варианты добраться до безопасного места или сбежать с космического корабля. Это поэтому крайне важно понять поведение пожаров в этих особых условиях».

С 2016 года ZARM исследует, как огонь ведет себя и распространяется в условиях микрогравитации, подобных тем, которые наблюдаются в МКС.

Эти условия также включают уровень кислорода, аналогичный земному, принудительную циркуляцию воздуха и давление окружающей среды, аналогичное земному. НАСА проводит аналогичные эксперименты, и теперь мы знаем, что огонь в условиях микрогравитации ведет себя иначе, чем на Земле.

Первоначально огонь будет гореть меньшим пламенем, и его распространение займет больше времени. Это выгодно огню, поскольку его не так быстро заметят.

Огонь также горит сильнее в условиях микрогравитации, а это означает, что некоторые материалы, которые могут быть негорючими, не горят. в обычных земных условиях может гореть в космическом корабле, создавая токсичные химические вещества в воздухе космического корабля.

У космического корабля для миссий на Марс будет другая среда, чем на МКС. Давление окружающего воздуха будет ниже, что дает два преимущества: оно делает космический корабль легче, а также позволяет астронавтам быстрее готовиться к внешним миссиям.

Однако более низкое давление окружающей среды вносит еще одно критическое изменение в окружающую среду космического корабля. Содержание кислорода должно быть выше, чтобы удовлетворить потребности астронавтов в дыхании.

В этих последних испытаниях команда ZARM испытывала огонь в этих измененных условиях.

ПММА означает полиметилметакрилат и обычно называется акрилом. Это распространенный материал, используемый вместо стекла, поскольку он легкий и небьющийся. На МКС он не используется, но он разрабатывается для использования в будущих космических кораблях. В капсуле «Орион» в качестве окон используется сплав акрила с другими материалами, и в будущих космических кораблях, вероятно, будет использоваться что-то подобное.

В своих экспериментах исследователи зажгли фольгу из акрилового стекла на пожар и различные три фактора окружающей среды: давление окружающей среды, содержание кислорода и скорость потока.

Они использовали Бременскую башню для имитации микрогравитации.

Эксперименты показали, что более низкое давление окружающей среды тушит пожар. Однако более высокое содержание кислорода имеет более мощный эффект. Уровень кислорода на МКС составляет 21%, как и на Земле.

В будущих космических кораблях с более низким давлением окружающей среды уровень кислорода будет достигать 35%. Это приводит к огромному увеличению риска, с которым сталкиваются астронавты от огня. Результаты показывают, что огонь может распространяться в три раза быстрее, чем в земных условиях.