Ogień na statku kosmicznym – śmiertelne zagrożenie

Naukowcy zbadali ryzyko pożaru na statkach kosmicznych. Wyniki wskazują, że ogień podczas planowanych misji eksploracyjnych, takich jak lot na Marsa, może rozprzestrzeniać się znacznie szybciej niż na przykład na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Wynika to z niższego ciśnienia otoczenia na statku kosmicznym.

Badacze z Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) na University of Bremen, prowadzili eksperymenty nad rozprzestrzenianiem się pożarów w warunkach zmniejszonej grawitacji od 2016 roku. Warunki środowiskowe były podobne do tych na ISS – z poziomem tlenu w powietrzu do oddychania i ciśnieniem otoczenia podobnym do tego na Ziemi, a także wymuszoną cyrkulacją powietrza. Wcześniejsze badacznia wykazały, że płomienie zachowują się zupełnie inaczej w stanie nieważkości niż na Ziemi.

„Ogień na pokładzie statku kosmicznego jest jednym z najbardziej niebezpiecznych scenariuszy w czasie misji kosmicznych. Nie ma prawie żadnych możliwości dotarcia do bezpiecznego miejsca lub ucieczki. Dlatego kluczowe znaczenie ma zrozumienie zachowania pożarów w tych szczególnych warunkach” – dr Florian Meyer z ZARM.

Jak zauważyli naukowcy, ogień płonie mniejszym płomieniem i rozprzestrzenia się wolniej, co oznacza, że może pozostać niezauważony przez długi czas. Spala się on jednak goręcej i dlatego może również zapalić materiały, które na Ziemi są zasadniczo niepalne. Ponadto niepełne spalanie może wytwarzać więcej toksycznych gazów.

Nadchodzące misje kosmiczne są obecnie planowane ze zmodyfikowanymi warunkami atmosferycznymi na pokładach statków, przez co załoga będzie narażona na niższe ciśnienie. Zdaniem badaczy da to dwie kluczowe korzyści: astronauci będą mogli szybciej przygotować się do misji poza statkiem, a także dzięki temu będzie mógł on być lżejszy – mieć mniejszą masę, co pozwoli zaoszczędzić paliwo. Wadą tej zmiany jest, że przy niższym ciśnieniu załoga będzie potrzebować większej ilości tlenu w powietrzu do oddychania, co może mieć niebezpieczne konsekwencje w przypadku pożaru.

Badacze wiedzą, że prędkość przepływu powietrza ma również duży wpływ na rozprzestrzenianie się ognia. Naukowcy obserwowali rozprzestrzenianie się płomieni po zapaleniu folii ze szkła akrylowego i analizowali, jak ogień reaguje, gdy jeden z trzech parametrów – ciśnienie otoczenia, zawartość tlenu i prędkość przepływu – zmienia się w różnych proporcjach.

Jak podkreślają inżynierowie chociaż niższe ciśnienie ma efekt tłumiący ogień, to jednak przeważa wpływ zwiększonego poziomu tlenu w powietrzu, przez co pożar szybciej się rozprzestrzeni. Zwiększenie poziomu tlenu z 21 proc. (jak na ISS) do planowanych 35 proc. dla przyszłych misji kosmicznych spowoduje trzykrotnie szybsze rozprzestrzenianie się ognia. Oznacza to ogromny wzrost zagrożenia dla załogi w przypadku pożaru.

„Nasze badania podkreślają krytyczne czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy opracowywaniu protokołów bezpieczeństwa pożarowego dla astronautycznych misji kosmicznych. Rozumiejąc, w jaki sposób płomienie rozprzestrzeniają się w różnych warunkach atmosferycznych, możemy zmniejszyć ryzyko pożaru i poprawić bezpieczeństwo załogi” – podsumowuje Florian Meyer.

Emil Gołoś