Astronauti se suočavaju sa višestrukim rizicima tokom svemirskog leta, kao što su mikrogravitacija i izloženost radijaciji. Mikrogravitacija može smanjiti gustinu kostiju, a izloženost zračenju je kancerogen. Međutim, to su hronični efekti.
Najveći rizik za astronaute je požar, jer bi bekstvo bilo teško na dugoj misiji na Mars ili negde drugde izvan niske Zemljine orbite. Naučnici istražuju kako se vatra ponaša na svemirskim brodovima kako bi astronauti bili zaštićeni.
Naučnici iz Centra za primenjenu svemirsku tehnologiju i mikrogravitaciju (ZARM) na Univerzitetu u Bremenu istražuju rizike od požara na letelici.
Oni su objavili novu studiju u Proceedings of the Combustion Institute pod nazivom „Uticaj koncentracije kiseonika, pritiska i suprotne brzine strujanja na plamen koji se širi duž tankih PMMA listova.“ Glavni autor je Hans-Christoph Ries.
„Požar na svemirskom brodu jedan je od najopasnijih scenarija u svemirskim misijama“, rekao je dr Florijan Majer, šef istraživačke grupe za tehnologiju sagorevanja u ZARM-u.
„Jedva da postoje opcije za odlazak na bezbedno mesto ili bekstvo iz svemirske letelice. Zbog toga je ključno razumeti ponašanje požara u ovim posebnim uslovima.“
Od 2016. ZARM istražuje kako se vatra ponaša i širi u uslovima mikrogravitacije poput onih na ISS-u.
Ti uslovi takođe uključuju nivo kiseonika sličan Zemljinom, prisilnu cirkulaciju vazduha i ambijentalni pritisak sličan Zemljinom. NASA je sprovodila slične eksperimente i sada znamo da se vatra u mikrogravitaciji ponaša drugačije nego na Zemlji.
U početku će vatra gorjeti sa manjim plamenom i trebaće duže da se proširi. Ovo ide u prilog požaru jer se neće tako brzo primetiti.
Vatra takođe gori toplije u mikrogravitaciji, što znači da neki materijali koji možda nisu zapaljivi u normalnim zemaljskim uslovima mogu sagoreti u svemirskoj letelici, stvarajući toksične hemikalije u vazduhu letelice.
Svemirska letelica za misije na Mars će imati drugačije okruženje od ISS-a. Pritisak ambijentalnog vazduha će biti niži, što pruža dve prednosti: čini letelicu lakšom i takođe omogućava astronautima da se brže pripreme za spoljne misije.
Međutim, niži ambijentalni pritisak uvodi još jednu kritičnu promenu u okruženje svemirskog broda. Sadržaj kiseonika mora biti veći da bi se zadovoljile potrebe za disanjem astronauta.
U ovim najnovijim testovima, tim u ZARM-u je testirao vatru u ovim revidiranim uslovima.
PMMA je skraćenica za polimetil metakrilat i obično se naziva akril. To je uobičajeni materijal koji se koristi umesto stakla jer je lagan i otporan na lomljenje. ISS ga ne koristi, ali se razvija za upotrebu u budućim svemirskim letelicama. Kapsula Orion koristi akril spojen sa drugim materijalima za prozore, a buduće svemirske letelice će verovatno koristiti nešto slično.
U svojim eksperimentima, istraživači su zapalili akrilne staklene folije i promenili tri faktora okoline: ambijentalni pritisak, sadržaj kiseonika i brzinu protoka.
Koristili su toranj Bremena za simulaciju mikrogravitacije.
Eksperimenti su pokazali da niži ambijentalni pritisak prigušuje vatru. Međutim, veći sadržaj kiseonika ima snažniji efekat. Nivo kiseonika na ISS-u je 21%, baš kao i na Zemlji.
Buduće svemirske letelice sa nižim ambijentalnim pritiscima imaće nivo kiseonika do 35%. To se pretvara u ogroman porast rizika sa kojima se astronauti suočavaju od požara. Rezultati pokazuju da se vatra može širiti tri puta brže nego što bi bila u uslovima na Zemlji.
„Naši rezultati ističu kritične faktore koje treba uzeti u obzir pri razvoju protokola za zaštitu od požara za astronautičke svemirske misije. Dr Florian Meier, istraživačka grupa za tehnologiju sagorevanja u ZARM-u
Svi znamo da povećan protok vazduha brže širi vatru; zato duvamo na mali plamen da stvorimo veću vatru. Povećan protok vazduha isporučuje više kiseonika, povećavajući sagorevanje, tako da povećan protok vazduha u atmosferi sa više kiseonika stvara opasnu situaciju za astronaute.
„Naši rezultati ističu kritične faktore koje treba uzeti u obzir pri razvoju protokola za zaštitu od požara za astronautičke svemirske misije“, rekao je dr Florijan Majer.
„Razumevanjem kako se plamen širi u različitim atmosferskim uslovima, možemo da ublažimo rizik od požara i poboljšamo bezbednost posade.“
