Почему огонь значительно опаснее в космосе, чем на Земле?

Дело не только в том, что астронавтам практически некуда будет бежать, если на космической станции вспыхнет пожар. Вот несколько причин того, почему он опаснее на МКС и на Марсе, чем на Земле.

Смотрите также Что произойдет с мертвым телом, если оно окажется в космосе

Как огонь ведет себя на МКС

Ученые из Центра прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM) Бременского университета исследуют риски возникновения пожаров на борту космических аппаратов с 2016 года. Они опубликовали новое исследование о влиянии концентрации кислорода, давления и скорости встречного потока на распространение пламени вдоль тонких листов внутреннего покрытия космических кораблей (PMMA).

Пожар на борту космического корабля является одним из самых опасных сценариев космических миссий. Вариантов добраться до безопасного места или сбежать из космического корабля почти не существует. Поэтому очень важно понимать поведение пожаров в этих особых условиях,
– говорит доктор Флориан Мейер, руководитель исследовательской группы по технологии горения в ZARM.

Эти условия включают уровень кислорода, подобный земному, принудительную циркуляцию воздуха и атмосферное давление, подобное земному. NASA проводило собственные эксперименты ранее, и теперь мы знаем, что огонь ведет себя в микрогравитации иначе, чем на Земле.

• Сначала он горит меньшим пламенем и дольше распространяется. Это уменьшает вероятность вовремя заметить пожар, а значит он накроет большую площадь.
• В микрогравитации огонь также имеет более высокую температуру, а это означает, что некоторые материалы, которые не являются горючими в обычных земных условиях, могут гореть на космических кораблях, выделяя токсичные химические вещества в воздух замкнутого пространства.

Как огонь будет вести себя на марсианских кораблях

Космические корабли для полетов на Марс будут иметь другую среду, чем на МКС. Давление окружающего воздуха будет ниже, что дает два преимущества: делает космический корабль легче, а также позволяет астронавтам быстрее подготовиться к внешним миссиям. Однако более низкое атмосферное давление вызывает еще одно важное изменение в среде космического корабля: содержание кислорода должно быть выше, чтобы компенсировать дыхательные потребности астронавтов. Именно эти условия и проверили в ZARM.

Внутреннее покрытие, которое сегодня разрабатывают для будущих космических кораблей, называется PMMA, что расшифровывается как "полиметилметакрилат". Обычно его просто называют "акрил". На МКС он не используется, поскольку не был распространенным на момент ее строительства. В капсуле "Ориона" для окон используется акрил, сплавленный с другими материалами, и будущие космические корабли, вероятно, будут использовать нечто подобное.

Смотрите также Участники эксперимента по имитации марсианской базы рассказали о своем уникальном опыте

В своих экспериментах исследователи имитировали невесомость, а затем поджигали акриловые пленки и меняли три фактора окружающей среды: атмосферное давление, содержание кислорода и скорость потока воздуха.

• Эксперименты показали, что низкое атмосферное давление гасит огонь.
• Однако более высокое содержание кислорода имеет противоположный эффект, что было предсказуемо.

Уровень кислорода на МКС составляет 21%, как и на Земле. Но будущие космические корабли с более низким атмосферным давлением будут иметь уровень кислорода до 35%. Это означает, что риск возникновения пожара для астронавтов значительно возрастет. Результаты показывают, что огонь может распространяться втрое быстрее, чем в земных условиях.

Увеличенный поток воздуха быстрее распространяет огонь – именно поэтому мы дуем на маленькое пламя, чтобы создать больший огонь. Увеличенный поток воздуха доставляет больше кислорода, усиливая горение, поэтому увеличенный поток воздуха в атмосфере с высоким содержанием кислорода создает опасную ситуацию для астронавтов.