Există multe provocări cu care se vor confrunta misiunile permanente cu echipaj uman care vor ajunge pe Lună, dar una dintre ele îi îngrijorează pe specialiști mai mult decât aproape oricare alta: focul.
O nouă lucrare a cercetătorilor de la Centrul de Cercetare Glenn și Centrul Spațial Johnson al NASA și Universitatea Case Western Reserve detaliază o misiune planificată pentru a testa inflamabilitatea materialelor de pe suprafața Lunii, unde se așteaptă ca flacăra să acționeze foarte diferit decât pe Pământ, relatează Science Alert.
Pe Pământ, gravitația face ca gazele fierbinți să se ridice, atrăgând oxigen proaspăt și rece la baza flăcării. În unele cazuri, în care materialul este ușor inflamabil, acest lucru poate duce la un fenomen numit „blowoff”, care stinge de fapt focul.
Pe Lună, acest flux există, dar este mult mai lent, permițând ca oxigenul să fie reaprovizionat continuu în flacără fără a crea o mișcare a vaporilor suficient de rapidă pentru a permite o condiție de eliberare a focului.
Cu alte cuvinte, materialele care ar putea să nu fie cu adevărat inflamabile pe Pământ ar putea arde pentru o perioadă foarte lungă de timp pe Lună.
Viitorii exploratori lunari nu vor să aibă un incendiu devastator în habitatul lor din motive evidente, așa că este mai bine pentru noi să înțelegem cum să le prevenim, având în vedere termenul apropiat pentru momentul în care NASA preconizează o prezență permanentă a echipajelor umane pe suprafața lunară.
Timp de decenii, astronauții s-au bazat pe un test NASA cunoscut sub numele de NASA-STD-6001B pentru a evalua inflamabilitatea materialelor în timpul zborurilor spațiale. Dar spațiul este mult mai complicat decât prevede un test făcut pe Pământ.
NASA-STD-6001B presupune ținerea unei flăcări de 15 cm pe fundul unei bucăți de material montate vertical. Dacă materialul arde la mai mult de 15 cm de fund sau picură resturi arse, acesta nu trece testul. Sună destul de rezonabil, dar există o problemă – testul se face pe Pământ.
Aici există aer care se mișcă provocând curenți convectivi. Există, de asemenea, un „sus” și un „jos”, în timp ce în medii precum Stația Spațială Internațională, aceste orientări nu există.
Prin urmare, incendiile nu sunt orientate „în sus” în microgravitație – ele formează pete sferice de flacără care se răspândesc lent spre exterior și sunt alimentate aproape în întregime de sistemele de ventilație ale stației.
Însă simpla oprire a sistemului de ventilație nu ar rezolva problema. Sigur, lipsa mișcării aerului ar putea încetini un incendiu, dar ar face pur și simplu ca unele materiale să ardă mocnit, așteptând ca ventilatoarele să se repornească pentru a se putea reaprinde.
Cea mai bună soluție ar fi testarea fizicii flăcărilor chiar pe ISS, iar cercetătorii au aprins 1.500 de focuri mici pentru a studia cum funcționează combustia în spațiu.
Dar NASA ar prefera să evite focurile suficient de mari pentru a incendia stația spațială.
În schimb, agenția americană a apelat la testul de siguranță la incendiu pentru nave spațiale (Saffire). Aceste experimente au fost efectuate în interiorul unei capsule Cygnus fără echipaj, după ce a fost detașată de ISS și înainte de a se prăbuși în atmosfera Pământului.
În timpul acestor teste, cercetătorii au aprins bucăți mari de bumbac/fibră de sticlă, material textil și acril pentru a observa cum ard acestea în microgravitație.
Au descoperit niște fenomene fizice ciudate – flăcări care se răspândesc uneori în direcția opusă fluxului de aer și ard mai tare pe materialele mai subțiri. Datele de la Saffire au fost suficiente pentru a evidenția discrepanțele dintre standardul NASA și realitățile focului în spațiu.
Așa că au apelat la următoarea opțiune – testele la cădere. Cu toate acestea, observarea modului în care flăcările reacționează atunci când sunt eliberate dintr-un turn de cădere (5 secunde de imponderabilitate) sau chiar într-un zbor cu avion parabolic (25 de secunde de imponderabilitate) nu este suficientă pentru a studia ce daune pe termen lung poate provoca un foc.
Așa a apărut experimentul Inflamabilitatea Materialelor pe Lună (FM2). Gravitația mai mică de pe Lună este, totuși, un loc și mai interesant pentru a studia dinamica flăcărilor.
FM2 va lansa o misiune fără echipaj uman pe suprafața Lunii. Acolo, o cameră autonomă va arde patru probe de combustibil solid în gravitație lunară, ceea ce este imposibil de recreat în altă parte în prezent. Camera va fi echipată cu supraveghere video, radiometre și senzori de oxigen pentru a monitoriza flacăra și atmosfera acesteia în timp real.
Astfel, NASA va obține date reale despre cum se comportă flăcările pe Lună și le va putea compara cu experimentele făcute până acum.
Editor : M.B.
About the Author
