Исследование выявило повышенный риск возникновения пожара во время будущих космических миссий
Группа исследователей из Центра прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM) Бременского университета изучила риск возникновения пожара на космических кораблях в условиях недавнего обучения. Результаты показывают, что пожары на запланированных исследовательских миссиях, таких как полет на Марс, могут распространяться значительно быстрее, чем, например, на Международной космической станции (МКС). Это связано с запланированной адаптацией к более низкому давлению окружающей среды на космических аппаратах.
«Пожар на борту космического корабля — один из самых опасных сценариев в космических миссиях», — объясняет доктор Флориан Мейер, руководитель исследовательской группы по технологиям горения в ZARM. «Вряд ли есть какие-либо варианты добраться до безопасного места или покинуть космический корабль. Поэтому крайне важно понимать поведение пожаров в этих особых условиях».
Исследовательская группа ZARM проводит эксперименты по распространению пожаров в условиях пониженной гравитации с 2016 года. Условия окружающей среды аналогичны условиям на МКС — с уровнем кислорода в воздухе для дыхания и давлением окружающей среды, аналогичным земному, а также принудительной циркуляцией воздуха. Эти более ранние эксперименты показали, что пламя ведет себя совершенно иначе в невесомости, чем на Земле.
Огонь горит меньшим пламенем и распространяется медленнее, что означает, что он может оставаться незамеченным в течение длительного времени. Однако он горит жарче и поэтому может также воспламенять материалы, которые в принципе не воспламеняются на Земле. Кроме того, неполное сгорание может производить более токсичные газы.
Кислород и поток воздуха как усилители огня
Будущие космические миссии в настоящее время планируются с измененными атмосферными условиями. Экипаж будет подвергаться более низкому давлению. Это дает два важных преимущества: астронавты могут быстрее подготовиться к внешней миссии, а космический корабль может быть построен легче, т. е. с меньшей массой, что экономит топливо. Недостаток: при более низком давлении экипажу требуется более высокая доля кислорода в воздухе для дыхания, а это может иметь опасные последствия в случае пожара, наращивание ресниц.
Из различных повседневных ситуаций мы знаем, что скорость воздушного потока также оказывает сильное влияние на распространение огня — от разжигания угля на барбекю до тушения лесных пожаров.
Текущая серия экспериментов, на которой основано исследование, была проведена в условиях микрогравитации в Башне падения в Бремене. Флориан Мейер и его команда наблюдали распространение пламени после поджигания акриловых стеклянных фольг и исследовали, как огонь реагирует, когда один из трех параметров — давление окружающей среды, содержание кислорода и скорость потока — изменяется в разных пропорциях.
Результаты экспериментов очевидны: хотя пониженное давление и оказывает демпфирующее действие, преобладают ускоряющие пожар эффекты повышенного уровня кислорода в воздухе. Увеличение уровня кислорода с 21% (как на МКС) до запланированных 35% для будущих космических миссий приведет к тому, что пожар будет распространяться в три раза быстрее. Это означает колоссальное увеличение опасности для экипажа в случае возникновения пожара.
Доктор Мейер говорит: «Наши результаты подчеркивают критические факторы, которые необходимо учитывать при разработке протоколов пожарной безопасности для космических миссий. Понимая, как распространяется пламя в различных атмосферных условиях, мы можем снизить риск возникновения пожара и повысить безопасность экипажа».
Поделитесь в вашей соцсети👇
