科學(xué)家揭示了為什么火災(zāi)在太空任務(wù)中如此危險

宇航員在太空飛行中面臨多種風(fēng)險，例如微重力和輻射暴露。微重力會降低骨密度，而輻射暴露是一種致癌物。然而，這些都是慢性影響。

宇航員面臨的最大風(fēng)險是火災(zāi)，因?yàn)樵趫?zhí)行長時間的任務(wù)時，逃生將很困難。火星或低地球軌道以外的其他地方。科學(xué)家們正在研究火在航天器上的行為，以便宇航員可以得到保護(hù)。

不來梅大學(xué)應(yīng)用空間技術(shù)和微重力中心（ZARM）的科學(xué)家們正在研究航天器上起火的風(fēng)險。

他們在《燃燒研究所學(xué)報》上發(fā)表了一項(xiàng)新研究，題為”氧氣濃度、壓力和相反流速對火焰沿薄 PMMA 片蔓延的影響。“ 主要作者是漢斯·克里斯托夫·里斯（Hans-Christoph Ries）。

“航天器上的火災(zāi)是太空任務(wù)中最危險的情況之一，”ZARM燃燒技術(shù)研究小組負(fù)責(zé)人Florian Meyer博士說。

“幾乎沒有任何選擇可以到達(dá)安全的地方或從航天器中逃脫。因此，了解這些特殊條件下的火災(zāi)行為至關(guān)重要。

自 2016 年以來，ZARM 一直在研究火勢在微重力條件下的行為和蔓延方式，例如國際空間站中的微重力條件。

這些條件還包括與地球相似的氧氣水平、強(qiáng)制空氣循環(huán)以及與地球相似的環(huán)境壓力。美國國家航空航天局（NASA）一直進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在我們知道火在微重力下的行為與在地球上的行為不同。

最初，火會以較小的火焰燃燒，并且需要更長的時間才能蔓延。這對火災(zāi)有利，因?yàn)樗粫芸毂蛔⒁獾健?/p>

在微重力下，火也會燃燒得更熱，這意味著一些在正常地球條件下可能無法燃燒的材料可能會在航天器中燃燒，從而在航天器的空氣中產(chǎn)生有毒化學(xué)物質(zhì)。

用于火星任務(wù)的航天器將具有與國際空間站不同的環(huán)境。環(huán)境氣壓會更低，這提供了兩個好處：它使航天器更輕，也使宇航員能夠更快地為外部任務(wù)做準(zhǔn)備。

然而，較低的環(huán)境壓力給宇宙飛船環(huán)境帶來了另一個關(guān)鍵變化。氧含量必須更高，才能滿足宇航員的呼吸需求。

在這些最新的測試中，ZARM的團(tuán)隊(duì)在這些修改的條件下測試了火力。

PMMA代表聚甲基丙烯酸甲酯，通常稱為丙烯酸。它是一種常用的材料，用于代替玻璃，因?yàn)樗p巧且防碎。國際空間站不使用它，但它正在開發(fā)用于未來的航天器。獵戶座太空艙使用丙烯酸與其他材料融合在一起作為窗戶，未來的航天器可能會使用類似的東西。

在他們的實(shí)驗(yàn)中，研究人員將丙烯酸玻璃箔點(diǎn)燃，并改變?nèi)齻€環(huán)境因素：環(huán)境壓力，氧含量和流速。

他們使用了不來梅水滴塔模擬微重力。

實(shí)驗(yàn)表明，較低的環(huán)境壓力可以抑制火災(zāi)。但是，更高的氧含量具有更強(qiáng)大的效果。國際空間站的氧氣含量為21%，就像在地球上一樣。

未來環(huán)境壓力較低的航天器將具有高達(dá)35%的氧氣含量。這意味著宇航員面臨的火災(zāi)風(fēng)險大幅增加。結(jié)果表明，火災(zāi)的蔓延速度比在地球條件下的蔓延速度快三倍。

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