П редстоящите мисии до Луната са изправени пред предизвикателство, което тревожи планиращите повече от всеки друг риск: пожарът. Оказва се, че в условията на слаба гравитация материали, които смятаме за безопасни на Земята, могат да горят неочаквано дълго и интензивно.
Ново проучване на изследователи от центровете на НАСА „Глен“ и „Джонсън“, съвместно с университета „Кейс Уестърн Ризърв“, описва планирана мисия за тестване на запалимостта на материали върху лунната повърхност. Учените очакват пламъкът там да се държи по коренно различен начин от този на Земята.
На нашата планета гравитацията кара горещите газове да се издигат нагоре, което засмуква свеж и хладен кислород към основата на пламъка. В някои случаи, когато материалът е слабо запалим, това може да доведе до феномен, наречен „издухване“ (blowoff), който на практика гаси огъня.
На Луната обаче този поток съществува, но е много по-бавен. Това позволява на кислорода постоянно да подхранва пламъка, без да създава достатъчно бързо движение на парите, което да доведе до изгасване. С други думи: материали, които на Земята трудно биха се запалили, на Луната могат да горят изключително дълго време.
Остарелите тестове срещу реалността в Космоса
От десетилетия НАСА разчита на стандарта NASA-STD-6001B за проверка на запалимостта на материалите. Проблемът е, че този тест се провежда в земни условия. Той изисква 15-сантиметров пламък да бъде допрян до долната част на вертикално монтиран материал. Ако той изгори повече от 15 см нагоре или от него капят горящи отломки – материалът отпада.
В условия като тези на Международната космическа станция (МКС) обаче няма „нагоре“ и „надолу“. Там пожарите не сочат нагоре, а образуват сферични „мехури“ от пламък, които се разпространяват бавно навън и се подхранват почти изцяло от вентилационните системи на станцията.
Предизвикателството на микрогравитацията
Учените вече са провели експерименти на МКС, запалвайки 1500 малки огънчета, за да проучат процеса на горене. За по-мащабни тестове НАСА използва експеримента Saffire (Spacecraft Fire Safety). Тези опити се провеждат вътре в безпилотните товарни капсули Cygnus (Сигнус), след като те се откачат от МКС и преди да изгорят в земната атмосфера.
Данните от Saffire разкриха странна физика: пламъците понякога се разпространяват в посока, обратна на въздушния поток, и горят по-силно върху по-тънки материали.
Мисията FM2: Лаборатория върху лунната повърхност
Тъй като кратките тестове при свободно падане (5 секунди) или параболични полети (25 секунди) не са достатъчни, НАСА подготвя експеримента FM2 (Flammability of Materials on the Moon).
Мисията ще бъде изстреляна като част от търговските услуги за пренос на товари до Луната (CLPS). В специална изолирана камера ще бъдат запалени четири проби от твърдо гориво в условията на продължителна лунна гравитация – нещо, което в момента е невъзможно да се пресъздаде никъде другаде. Камерата ще бъде оборудвана с:
- Видеокамери за наблюдение в реално време;
- Радиометри;
- Сензори за кислород.
Това ще осигури първия мост между теоретичното поведение на пламъка при частична гравитация и реалните наблюдения от предишни проучвания. Вместо секунди, учените ще получат ценни данни в продължение на минути.
Дали НАСА ще актуализира официалните си стандарти, предстои да разберем. Едно обаче е сигурно – няма нищо по-важно от реалните данни от средата, в която скоро ще се появи постоянно човешко присъствие. FM2 ще ни даде първия ясен поглед върху това как да защитим бъдещите лунни изследователи от най-стария враг на човечеството – огъня.
