به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، ناسا برای محافظت از فضانوردان، هنگام انتخاب مواد برای لباس‌های فضایی و فضاپیماها، به مطالعات و استانداردهایی مشابه با نمونه‌های زمینی متکی است که با وجود آن‌ها مواد قابل اشتعال در لباس‌ها و وسایل منزل حذف شده و امکان احساس امنیت بیشتر را در خانه‌ها فراهم آورده است. با این حال آتش در فضا رفتار متفاوتی از زمین دارد.
در گرانش صفر شعله‌ها می‌تواند کروی‌شکل شود یا توسط جریان‌های خارجی هوا شکل کشیده به خود گیرد. تغییرات در جاذبه و جریان هوا می‌تواند نحوه انتشار آن‌ها را تغییر دهد و خاموش کردن آن را دشوارتر کند. بدین‌ترتیب آتش‌سوزی می‌تواند یک خطر فاجعه‌بار برای فضاپیماهای سرنشین‌دار محسوب شود که بدون هیچ راهکاری برای مقابله با بحران، حامل افرادی محبوس در یک کپسول فضایی شناور در ۲۵۰ مایلی بالای زمین است.
ناسا با انتشار تصویر یکی از شعله‌هایی که به‌عنوان بخشی از تحقیقات طراحی شعله در داخل قفسه یکپارچه احتراق (CIR) برای بررسی میزان دوده تولیدشده در شرایط مختلف مشتعل شده است، اعلام کرد که به مطالعه رفتار آتش در فضا ادامه خواهد داد؛ چراکه درک چگونگی گسترش شعله‌ها و نحوه سوختن مواد در محیط‌های مختلف برای ایمنی فضانوردان آینده بسیار مهم است.
این قبیل آزمایش‌ها با کمک به پیش‌بینی چگونگی پیشرفت آتش‌سوزی در شرایط گرانش پایین، به بهبود ایمنی آتش در ایستگاه فضایی بین‌المللی و مأموریت‌های بعدی سفر به ماه کمک خواهد کرد و ناسا می‌تواند با استفاده از داده‌های آن‌ها، از دانش به‌دست آمده برای بهبود انتخاب مواد و استراتژی‌های ایمنی آتش‌سوزی در فضا بهره بگیرد. در تصویر منتشر شده ناسا لکه‌های زرد، خوشه‌های دوده‌ای هستند که هنگام گرم شدن زرد می‌شوند. این خوشه‌ها در ریزگرانش نسبت به زمین بزرگ‌تر می‌شوند زیرا مدت بیشتری در شعله باقی می‌ماند.
قفسه یکپارچه احتراق چیست؟
قفسه یکپارچه احتراق یا CIR تنها مرکز تحقیقات احتراق در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) است که در سال ۲۰۰۸ ایجاد و به آن پرتاب شد. CIR برای انجام تحقیقات احتراق در ریزگرانش استفاده می‌شود و می‌توان از آن برای کاوش در احتراق سوخت‌های قطره‌ای، جامد و گازی استفاده کرد. این قفسه دارای یک نیمکت اپتیک، یک محفظه احتراق، یک سیستم مدیریت سوخت و اکسیدکننده، سیستم‌های مدیریت محیطی، رابط‌های تشخیص، تجهیزات خاص و پنج دوربین مختلف برای انجام بررسی احتراق در ریزگرانش است.
CIR برای استفاده با سیستم جداسازی قفسه غیرفعال (PaRIS) طراحی شده است که با استفاده از هشت جداکننده فنری و مجموعه‌ای از رابط‌های اتصال، قفسه را به ساختار ایستگاه فضایی بین‌المللی متصل می‌کند و می‌توان آن را به راحتی در مدار پیکربندی کرد تا انواع تحقیقات احتراق را در خود جای دهد. این قفسه یک محفظه احتراق صد لیتری دارد که توسط بسته‌های بررسی نوری و تشخیصی از جمله کروماتوگرافی گازی احاطه شده است. مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل‌ها نشان می‌دهد PaRIS می‌تواند بسیاری از ارتعاشات آزمایشگاه ایالات‌متحده را کاهش دهد و محیطی بسیار ساکت‌تر از یک قفسه نصب‌شده ساده فراهم کند.
محفظه قفسه یکپارچه احتراق می‌تواند در فشارهای اتمسفر پایین (۰.۰۲ اتمسفر) یا بالا (تا ۳ اتمسفر) کار کند. برای باز کردن محفظه یا تعویض و سرویس‌دهی هشت پنجره روی آن نیز نیازی به ابزار خاصی نیست. گازها از طریق بطری‌های جلوی قفسه وارد می‌شوند و اگزوز دارای فیلتری است که می‌تواند گاز مصرف‌شده را بازیافت یا آن را به گاز قابل دفع تبدیل کند.
آزمایش‌هایی برای درک عمیق‌تر آتش در فضا
روی زمین گرانش تأثیر عمیقی بر شعله‌های آتش دارد، اما در شرایط کاهش جاذبه فضا آتش غیرمنتظره رفتار می‌کند و می‌تواند خطرناک‌تر باشد. پروژه احتراق و خاموشی سوخت جامد(SoFIE)، مجموعه‌ای از آزمایش‌هایی است که در هفدهمین مأموریت تأمین بار «نورث‌روپ گرومن» به ایستگاه فضایی بین‌المللی راه‌اندازی شد و می‌تواند راه را برای درک عمیق‌تر آتش در فضا هموار کند. SoFIE در CIR ایستگاه فضایی اجرا می‌شود که دارای محفظه‌ای برای انجام امن آزمایش‌ها است. محیط ریزگرانشی منحصربه‌فرد این ایستگاه دانشمندان را قادر می‌سازد تا ماهیت واقعی شعله‌های جداشده و بدون تغییر توسط گرانش را مطالعه کنند. ناسا در این آزمایش خطر آتش‌سوزی را با اجرای NASA-STD-6001 کاهش می‌دهد که تعیین‌کننده الزامات برنامه‌ای برای ارزیابی، آزمایش و انتخاب مواد به‌منظور جلوگیری از شرایط ناایمن مربوط به اشتعال‌پذیری، خارج شدن گاز و سازگاری سیالات است.
SoFIE در انتخاب مواد و طرح‌های لباس‌ها، کابین‌ها و محل‌های اسکان فضایی به ناسا کمک می‌کند و ابزاری یاری‌رسان است تا همان‌طور که برای دورتر رفتن و اقامت طولانی‌مدت‌تر در فضا آماده می‌شود، بهترین راه‌ها را برای خاموش کردن آتش یا سوزاندن مواد در فضا شناسایی کند. این آزمایش که بر اساس تحقیقات قبلی ناسا در مورد اشتعال‌پذیری طراحی شده است و مانند سایر مطالعات شعله به چگونگی اشتعال، سوختن و خاموش شدن اشیا در فضا می‌پردازد، شامل پنج تحقیق برای بررسی اشتعال‌پذیری پلکسی گلاس، پارچه‌های پنبه‌ای و سایر موادی است که معمولاً در پروازهای فضایی استفاده می‌شود. این تحقیقات که در هر یک از آن‌ها عناصر مختلفی برای اشتعال‌پذیری مورد بررسی قرار گرفته است به درک بهتری از احتراق سطح جامدات و قابلیت اشتعال در فضا منجر می‌شود.
نخستین آزمایش، زمان پایدار شدن گسترش شعله (RTDFS)، با استفاده از مواد نازک پرواز فضایی، انتشار شعله ثابت و ناپایدار را روی سوخت‌های جامد در یک محیط ریزگرانشی بررسی می‌کند. تغییر ضخامت مواد آزمایشی به دانشمندان کمک می‌کند تا بفهمند آتش چه زمانی گسترش می‌یابد یا خاموش می‌شود.
آزمایش دوم، دستگاه کانال باریک (NCA)، روش تجربی برای اندازه‌گیری پخش شعله در نمونه‌های مسطح و ضخیم در یک پیکربندی جریان مخالف است. جو این آزمایش ترکیبی از اکسیژن و نیتروژن است که درصد اکسیژن آن از اتمسفر تا ۸۵ درصد متغیر و فشار آن بر این اساس تغییر میکرد که روی منحنی نورموکسیک یا نزدیک به آن بماند. نمونه‌های آن نیز در انواع سرعت‌های جریان برای به‌دست آوردن نرخ گسترش و محدودیت‌های خاموشی آزمایش می‌شود.
سومین آزمایش با عنوان محدودیت گسترش و خاموشی (GEL) پیشنهادی بر افزایش، زوال و خاموشی شعله روی سطح یک جامد ضخیم غیرمسطح در ریزگرانش است که از یک کره جامد با قطر چهار تا پنج سانتی‌متر به‌عنوان نماینده نمونه‌های غیرمسطح استفاده می‌کند و درک چگونگی گرم شدن مواد ضخیم و گرد در داخل و چگونگی تأثیر جریان هوای اطراف یک کره بر گسترش شعله را بهبود می‌بخشد.
آزمایش چهارم، تست احتراق و سرکوب مواد (MIST) است که دستگاه آزمایشی آن از یک تونل باد احتراق کوچک، یک نمونه سوخت استوانه‌ای، بخاری‌های تابشی، یک جرقه‌زن و ابزارهای دقیق تشکیل می‌شود و مجرای یک جریان ثابت و یکنواخت از گاز اکسیدکننده را به بخش آزمایشی را فراهم می‌آورد که نمونه سوخت در آن قرار می‌گیرد.
تحقیقات میکرو گرانشی مواد فضاپیما در مورد اشتعال‌پذیری (SMuRF) نیز آخرین تحقیق در این بخش است که داده‌های آزمایش اشتعال‌پذیری گرانشی زمین را با داده‌ها در شرایط تهویه‌شده ریزگرانش مرتبط می‌کند. همبستگی‌های دقیق بین داده‌های اشتعال‌پذیری آزمایش زمینی در محیط تهویه‌شده فضاپیما، امکان انتخاب مواد با افزایش مقاومت در برابر آتش را فراهم می‌کند و به این ترتیب خطر آتش‌سوزی را در سیستم‌های فضایی کاهش می‌دهد. در این شرایط انعطاف‌پذیری عملیاتی نیز افزایش خواهد یافت زیرا عوامل ایمنی قابل ارزیابی خواهند بود. که آزمایش آخر به بررسی این موارد پرداخت.
نظر شما