ناسا تعتمد على دراسات ومعايير مماثلة لحماية رواد الفضاء عند اختيار المواد لبدلات الفضاء والمركبات الفضائية.
لكن النار تتصرف بشكل مختلف في الفضاء. يمكن للتغيرات في الجاذبية وتدفق الهواء أن تغير طريقة انتشارها وتجعل إخمادها أكثر صعوبة. إذن ، كيف يصمم المهندسون منازل آمنة من الحرائق للقمر ، حيث سار 12 شخصًا فقط ، أو المريخ ، حيث لم يزرها أي إنسان؟ كيف يدرسون القابلية للاشتعال في هذه البيئات غير المعروفة؟
مشروع اشتعال الوقود الصلب والانقراض (SoFIE) ، وهو عبارة عن مجموعة من التجارب التي تم إطلاقها على متن مهمة إعادة إمداد البضائع رقم 17 لشركة نورثروب غرومان إلى محطة الفضاء الدولية ، يمكن أن يضيء الطريق إلى فهم أعمق للحرائق في الفضاء. سيتم تشغيل SoFIE في حامل الاحتراق المتكامل بالمحطة ، والذي يتميز بغرفة حيث يمكن للتجارب أن تحترق بأمان.
قال بول فيركول ، عالم مشروع SoFIE في مركز غلين للأبحاث التابع لناسا في كليفلاند: “مع وجود مواقع ناسا التخطيطية على أجسام كوكبية أخرى مثل القمر والمريخ ، نحتاج إلى أن نكون قادرين على العيش هناك بأقل قدر من المخاطر”. “إن فهم كيفية انتشار اللهب وكيفية احتراق المواد في بيئات مختلفة أمر بالغ الأهمية لسلامة رواد الفضاء في المستقبل.”
سوف تساعد SoFIE ناسا في اختيار المواد والتصميمات لبدلات الفضاء والحجرات والموائل. ستساعد التجارب أيضًا ناسا على تحديد أفضل الطرق لإخماد الحرائق أو احتراق المواد في الفضاء بينما تستعد للذهاب أبعد والبقاء لفترة أطول.
قال فيركول: “على الأرض ، للجاذبية تأثير عميق على اللهب ، ولكن في جاذبية الفضاء المنخفضة ، يمكن أن تتصرف النار بشكل غير متوقع ويمكن أن تكون أكثر خطورة”.
تتيح بيئة الجاذبية الصغرى الفريدة للمحطة للعلماء دراسة الطبيعة الحقيقية للهب المعزول وغير المتغير بفعل الجاذبية. يمكن بعد ذلك تطبيق البيانات الناتجة ، التي لا يمكن جمعها على الأرض مطلقًا ، على النماذج الرياضية التي تتنبأ بكيفية احتراق هذه المواد في البيئات القمرية أو المريخية أو غيرها من البيئات.
قالت لورين براون ، مديرة المشروع في جلين: “يعتمد SoFIE على أبحاث القابلية للاشتعال السابقة لوكالة ناسا”. “مثل دراسات اللهب الأخرى ، سيعمل هذا البحث على كيفية اشتعال الأشياء وحرقها وإخمادها في الفضاء. سيوفر أساسًا لمواصلة رحلات الفضاء البشرية إلى ما بعد مدار الأرض المنخفض “.
يتكون SoFIE من خمسة تحقيقات لدراسة قابلية اشتعال زجاج شبكي ، والأقمشة المصنوعة من القطن ، وغيرها من المواد المستخدمة بشكل شائع في رحلات الفضاء.
التجارب الخمس
سوف يقوم انتشار اللهب المدفوع بوقت الإقامة بالتحقيق في انتشار اللهب الثابت وغير المستقر باستخدام مواد رقيقة للرحلات الفضائية. يساعد تنوع سماكة مواد الاختبار العلماء على فهم وقت اندلاع حريق أو اندلاعه.
سيقيس جهاز ضيق القناة انتشار اللهب عبر الأسطح السميكة والمسطحة ويقارن النتائج بالنتائج من جهاز مستخدم على الأرض لاختبار قابلية مواد رحلات الفضاء للاشتعال.
سوف يركز حد النمو والانقراض على نمو اللهب وانحلاله وانقراضه على سطح الكرة الصلبة. سيؤدي ذلك إلى تحسين فهم كيفية تسخين المواد السميكة والمستديرة في الداخل وكيف يؤثر تدفق الهواء حول الكرة على انتشار اللهب.
يتكون اختبار اشتعال المواد واخمادها من نفق رياح احتراق صغير وعينة مادة أسطوانية وسخانات مشعة وجهاز إشعال وأدوات داعمة.
مواد المركبات الفضائية ستعمل أبحاث الجاذبية الصغرى حول القابلية للاشتعال على ربط بيانات اختبار القابلية للاشتعال بجاذبية الأرض بالبيانات في ظل ظروف الجاذبية الصغرى المهواة.
على الرغم من أن هدف SoFIE هو دراسة السلامة من الحرائق في المركبات الفضائية ، إلا أن البيانات من التجارب يمكن أن تساعد في تحسين السلامة من الحرائق على الأرض. ستضيف البيانات إلى مجموعة المعارف الحالية التي يمكن أن تحسن اختبارات الفحص لتقييم المواد الآمنة من الحرائق للمنزل أو المكتب أو الطائرة أو الاستخدامات الأخرى.
تخطط ناسا لتشغيل SoFIE حتى نوفمبر 2025 وقد تقبل مقترحات لتجارب إضافية خلال ذلك الوقت.
