Астронавты на МКС изучают пламя в космосе

Американцы теперь могут чувствовать себя в своих домах в большей безопасности, чем десятилетия назад, благодаря исследованиям и стандартам, которые убрали из одежды, кроватей и мебели легковоспламеняющиеся материалы. НАСА полагается на аналогичные исследования и стандарты для защиты астронавтов при выборе материалов для скафандров и космических кораблей. Но огонь ведет себя в космосе иначе. Изменения гравитации и воздушного потока могут изменить способ его распространения и затруднить его тушение. Итак, как инженеры проектируют пожаробезопасные дома для Луны, где ходили всего 12 человек, или Марса, где даже не побывал ни один человек? Как они изучают воспламеняемость в этих малоизвестных средах? Проект Solid Fuel Ignition and Extinction (SoFIE) — серия экспериментов, запущенных на борту 17-й миссии Northrop Grumman по доставке грузов на Международную космическую станцию, — может проложить путь к более глубокому пониманию пожаров в космосе. SoFIE будет работать в интегрированной стойке для сжигания топлива на станции , в которой есть камера, где эксперименты могут проводиться безопасно. «Поскольку НАСА планирует создание аванпостов на других планетарных телах, таких как Луна и Марс, мы должны иметь возможность жить там с минимальным риском, — сказал Пол Феркул, научный сотрудник проекта SoFIE в Исследовательском центре Гленна НАСА в Кливленде. – Понимание того, как распространяется пламя и как горят материалы в различных средах, имеет решающее значение для безопасности будущих космонавтов».

SoFIE поможет НАСА выбрать материалы и конструкции для скафандров, кабин и жилых помещений. Эксперименты также помогут НАСА определить лучшие способы тушения пожаров или тлеющих материалов в космосе, поскольку оно готовится идти дальше и оставаться дольше.

«На Земле гравитация оказывает сильное влияние на пламя, но в условиях пониженной гравитации в космосе огонь может вести себя неожиданно и быть более опасным», — сказал Феркул.

Истинная природа пламени

Уникальная среда микрогравитации на станции позволяет ученым изучать истинную природу пламени, изолированного и не измененного гравитацией. Полученные данные, которые невозможно было бы собрать на Земле, можно затем применить к математическим моделям, которые предсказывают, как эти материалы будут гореть в лунной, марсианской или других средах.

«SoFIE основывается на предыдущих исследованиях НАСА по воспламеняемости, — отметила Лорен Браун, руководитель проекта в Glenn. – Как и другие исследования пламени, это исследование будет посвящено тому, как вещи воспламеняются, горят и гаснут в космосе. Это послужит основой для продолжения пилотируемых космических полетов за пределами низкой околоземной орбиты».

SoFIE состоит из пяти исследований по изучению воспламеняемости оргстекла, тканей на основе хлопка и других материалов, обычно используемых в космических полетах.

Пять экспериментов

* Программа Residence Time Driven Flame Spread исследует устойчивое и неустойчивое распространение пламени с использованием тонких материалов космического полета. Варьируя толщину тестовых материалов, ученые могут понять, когда огонь разгорится, а когда потухнет.
* Устройство с узким каналом будет измерять распространение пламени по толстым плоским поверхностям и сравнивать результаты с результатами устройства, используемого на Земле для проверки воспламеняемости материалов для космических полетов.
* Предел роста и угасания будет концентрироваться на росте, затухании и угасании пламени над поверхностью твердой сферы. Это улучшит понимание того, как толстые и круглые материалы нагреваются внутри и как воздушный поток вокруг сферы влияет на распространение пламени.
* Испытание на воспламенение и подавление материала состоит из небольшой аэродинамической трубы сгорания, цилиндрического образца материала, лучистых нагревателей, воспламенителя и вспомогательного оборудования.
* Исследования воспламеняемости материалов космических кораблей в условиях микрогравитации позволят сопоставить данные испытаний на воспламеняемость под действием гравитации Земли с данными в условиях вентилируемой микрогравитации.

Хотя целью SoFIE является изучение пожарной безопасности космического корабля, данные экспериментов могут помочь улучшить пожарную безопасность на Земле. Эти данные дополнят существующую совокупность знаний, которые могут улучшить проверочные тесты для оценки пожаробезопасных материалов для дома, офиса, самолета или других целей.

НАСА планирует использовать SoFIE до ноября 2025 года и может принимать предложения о дополнительных экспериментах в течение этого времени.