- Регистрация
- 27 Фев 2018
- Сообщения
- 7,019
- Реакции
- 0
- Баллы
- 36
Ofline
NASA собирается намеренно устроить пожар на поверхности Луны, и это не безумие, а один из самых важных экспериментов по безопасности будущих лунных баз. Миссия Flammability of Materials on the Moon впервые проверит, как ведет себя огонь в условиях лунной гравитации. Дело в том, что материалы, которые считаются негорючими на Земле, на Луне могут загореться, и гореть куда дольше, чем мы привыкли. Да, Луна по-особенному влияет не только на тело человека, но и на материалы.
Ученые хотят проверить, как разные материалы горят на Луне
На Земле пламя работает по простому принципу: горячий газ поднимается вверх, а на его место снизу поступает свежий прохладный воздух, богатый кислородом. Именно этот непрерывный конвекционный поток — причина того, что огонь имеет привычную вытянутую каплевидную форму и не гаснет, пока есть топливо.
В полной невесомости все иначе. Без гравитации горячий газ не поднимается, и пламя не может «подтягивать» к себе кислород. Вместо знакомого нам язычка огня получается шар, который питается только тем потоком воздуха, который уже циркулирует в кабине. NASA десятилетиями изучало такие огненные сферы в специальных башнях свободного падения и на беспилотных грузовых кораблях рядом с МКС.
Однако одно дело — невесомость, и совсем другое — Луна, где гравитация составляет примерно одну шестую земной. Это создает среду, которую очень сложно воспроизвести в лаборатории и которая может оказаться по-настоящему опасной.
Примерно так горит огонь на МКС. Источник изображения: space.com
Казалось бы, чем меньше гравитация, тем слабее огонь. Но на деле все не так просто. На Земле при горении некоторых материалов конвекционный поток настолько мощный, что свежий кислород поступает к пламени слишком быстро, и химические реакции горения просто не успевают за ним. Возникает эффект, при котором поток воздуха, по сути, задувает огонь, как именинник свечу на торте.
На Луне гравитация порождает конвекцию, но значительно более медленную. Кислород все еще поступает к пламени, но не настолько быстро, чтобы вызвать упомянутый выше эффект. В итоге химические реакции горения успевают поддерживать огонь, и материал, который на Земле считался бы негорючим, на Луне может полыхать.
Исследователи NASA прямо указывают в своем отчете, что лунная гравитация может оказаться более пожароопасной, поскольку скорость распространения пламени зависит от гравитационных пиков в условиях частичной гравитации. Проще говоря, Луна попадает в «зону наибольшей горючести» — не нулевая гравитация и не земная, а именно та промежуточная область, где огню комфортнее всего. Мы, конечно, любим смотреть на огонь, но не до такой степени.
Для оценки пожарной безопасности материалов NASA использует стандарт NASA-STD-6001B. Суть теста проста: к образцу материала подносят шестидюймовое пламя, и если огонь распространяется более чем на шесть дюймов вверх или материал роняет горящие капли, он считается непригодным для космоса.
Проблема в том, что этот тест проводится исключительно в условиях земной гравитации. Как отмечают сами исследователи NASA, стандарт построен на допущении: если материал прошел проверку при 1G, значит, он безопасен и в космосе. Но для лунной гравитации это допущение никогда не проверялось экспериментально.
Ранее NASA провело серию экспериментов Saffire (Spacecraft Fire Safety) — шесть миссий с 2016 по 2024 год, в которых исследователи поджигали материалы внутри беспилотных грузовых кораблей Cygnus после их отстыковки от МКС. Эти эксперименты впервые позволили изучить крупные пожары в условиях микрогравитации. Но Saffire проходили в невесомости, а не в условиях частичной гравитации. Башни свободного падения дают лишь 5 секунд невесомости, параболические полеты — около 25 секунд. Для изучения поведения огня на Луне этого категорически недостаточно.
Инженер проводит стандартный тест на горючесть материала в лаборатории NASA
Чтобы закрыть этот пробел, инженеры NASA разработали миссию Flammability of Materials on the Moon (FM2). Запуск запланирован на конец 2026 года в рамках программы коммерческих лунных грузовых миссий CLPS (Commercial Lunar Payload Services).
На лунную поверхность доставят герметичную роботизированную камеру сгорания. Внутри нее автоматическая система последовательно подожжет четыре образца твердого топлива. Камеры, радиометры и датчики кислорода будут отслеживать поведение пламени в реальном времени: его форму, скорость распространения, тепловое излучение и потребление кислорода.
Главное преимущество миссии — время наблюдения. В отличие от нескольких секунд в башне свободного падения, на Луне огонь можно будет наблюдать минутами, фиксируя устойчивый режим горения. Это первый в истории эксперимент по управляемому сжиганию на поверхности другого небесного тела.
Камера полностью изолирована от посадочного модуля, это важно и для безопасности лендера, и для чистоты данных. По сути, это компактная лаборатория, которая работает автономно и передает результаты на Землю.
Так может выглядеть камера сгорания на лунной поверхности рядом с посадочным модулем
Время проведения эксперимента выбрано не случайно. После успешного полета Артемиды 2 NASA активно готовит миссии Артемида 3 и Артемида 4, которые должны вернуть людей на лунную поверхность. Астронавтам предстоит работать и жить в замкнутых обитаемых модулях с атмосферой, обогащенной кислородом. Такая среда упрощает работу систем жизнеобеспечения, но делает любой пожар значительно опаснее.
История напоминает, насколько серьезна эта угроза. В феврале 1997 года на борту российской орбитальной станции «Мир» загорелся кислородный генератор в модуле «Квант-1». Пламя с расплавленным металлом горело несколько минут, заполнив станцию густым токсичным дымом и отрезав доступ к одному из двух спасательных кораблей «Союз». Шесть членов экипажа, включая американского астронавта Джерри Линенджера, оказались в критической ситуации. Пожар удалось потушить, но инцидент изменил подход к пожарной безопасности на МКС.
Миссия FM2 должна дать ответ на ключевой вопрос: остаются ли материалы, которым мы доверяем на Земле, безопасными на Луне? Результаты повлияют на выбор материалов для стен, кабелей, тканей, скафандров и всех элементов будущих лунных жилищ. Исследователи признают, что полноценные квалификационные испытания на Луне станут возможны только при постоянном присутствии людей. Но даже первые данные FM2 смогут стать якорем для компьютерных моделей, на которые инженеры будут опираться при проектировании лунных баз.
Суть в том, что земные стандарты безопасности не обязательно работают за пределами Земли. FM2 — это проверка, без которой строить лунные базы было бы попросту безрассудно. Если компьютерные модели подтвердятся и некоторые «безопасные» материалы действительно окажутся горючими, инженерам придется пересмотреть стандарты пожарной безопасности, которые использовались на протяжении десятилетий. И лучше узнать об этом до того, как в лунном жилище окажутся люди.
Ученые хотят проверить, как разные материалы горят на Луне
Как ведет себя огонь в невесомости и на Земле
На Земле пламя работает по простому принципу: горячий газ поднимается вверх, а на его место снизу поступает свежий прохладный воздух, богатый кислородом. Именно этот непрерывный конвекционный поток — причина того, что огонь имеет привычную вытянутую каплевидную форму и не гаснет, пока есть топливо.
В полной невесомости все иначе. Без гравитации горячий газ не поднимается, и пламя не может «подтягивать» к себе кислород. Вместо знакомого нам язычка огня получается шар, который питается только тем потоком воздуха, который уже циркулирует в кабине. NASA десятилетиями изучало такие огненные сферы в специальных башнях свободного падения и на беспилотных грузовых кораблях рядом с МКС.
Однако одно дело — невесомость, и совсем другое — Луна, где гравитация составляет примерно одну шестую земной. Это создает среду, которую очень сложно воспроизвести в лаборатории и которая может оказаться по-настоящему опасной.
Примерно так горит огонь на МКС. Источник изображения: space.com
Почему лунная гравитация опаснее для пожарной безопасности
Казалось бы, чем меньше гравитация, тем слабее огонь. Но на деле все не так просто. На Земле при горении некоторых материалов конвекционный поток настолько мощный, что свежий кислород поступает к пламени слишком быстро, и химические реакции горения просто не успевают за ним. Возникает эффект, при котором поток воздуха, по сути, задувает огонь, как именинник свечу на торте.
На Луне гравитация порождает конвекцию, но значительно более медленную. Кислород все еще поступает к пламени, но не настолько быстро, чтобы вызвать упомянутый выше эффект. В итоге химические реакции горения успевают поддерживать огонь, и материал, который на Земле считался бы негорючим, на Луне может полыхать.
Исследователи NASA прямо указывают в своем отчете, что лунная гравитация может оказаться более пожароопасной, поскольку скорость распространения пламени зависит от гравитационных пиков в условиях частичной гравитации. Проще говоря, Луна попадает в «зону наибольшей горючести» — не нулевая гравитация и не земная, а именно та промежуточная область, где огню комфортнее всего. Мы, конечно, любим смотреть на огонь, но не до такой степени.
Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем [URL='https://t.me/hinews_ru']Telegram-канале.[/URL] Подпишитесь прямо сейчас!Как NASA десятилетиями тестировало материалы
Для оценки пожарной безопасности материалов NASA использует стандарт NASA-STD-6001B. Суть теста проста: к образцу материала подносят шестидюймовое пламя, и если огонь распространяется более чем на шесть дюймов вверх или материал роняет горящие капли, он считается непригодным для космоса.
Проблема в том, что этот тест проводится исключительно в условиях земной гравитации. Как отмечают сами исследователи NASA, стандарт построен на допущении: если материал прошел проверку при 1G, значит, он безопасен и в космосе. Но для лунной гравитации это допущение никогда не проверялось экспериментально.
Ранее NASA провело серию экспериментов Saffire (Spacecraft Fire Safety) — шесть миссий с 2016 по 2024 год, в которых исследователи поджигали материалы внутри беспилотных грузовых кораблей Cygnus после их отстыковки от МКС. Эти эксперименты впервые позволили изучить крупные пожары в условиях микрогравитации. Но Saffire проходили в невесомости, а не в условиях частичной гравитации. Башни свободного падения дают лишь 5 секунд невесомости, параболические полеты — около 25 секунд. Для изучения поведения огня на Луне этого категорически недостаточно.
Инженер проводит стандартный тест на горючесть материала в лаборатории NASA
Первый контролируемый поджог на Луне
Чтобы закрыть этот пробел, инженеры NASA разработали миссию Flammability of Materials on the Moon (FM2). Запуск запланирован на конец 2026 года в рамках программы коммерческих лунных грузовых миссий CLPS (Commercial Lunar Payload Services).
На лунную поверхность доставят герметичную роботизированную камеру сгорания. Внутри нее автоматическая система последовательно подожжет четыре образца твердого топлива. Камеры, радиометры и датчики кислорода будут отслеживать поведение пламени в реальном времени: его форму, скорость распространения, тепловое излучение и потребление кислорода.
Главное преимущество миссии — время наблюдения. В отличие от нескольких секунд в башне свободного падения, на Луне огонь можно будет наблюдать минутами, фиксируя устойчивый режим горения. Это первый в истории эксперимент по управляемому сжиганию на поверхности другого небесного тела.
Камера полностью изолирована от посадочного модуля, это важно и для безопасности лендера, и для чистоты данных. По сути, это компактная лаборатория, которая работает автономно и передает результаты на Землю.
Так может выглядеть камера сгорания на лунной поверхности рядом с посадочным модулем
Зачем это нужно перед высадкой людей на Луну
Время проведения эксперимента выбрано не случайно. После успешного полета Артемиды 2 NASA активно готовит миссии Артемида 3 и Артемида 4, которые должны вернуть людей на лунную поверхность. Астронавтам предстоит работать и жить в замкнутых обитаемых модулях с атмосферой, обогащенной кислородом. Такая среда упрощает работу систем жизнеобеспечения, но делает любой пожар значительно опаснее.
История напоминает, насколько серьезна эта угроза. В феврале 1997 года на борту российской орбитальной станции «Мир» загорелся кислородный генератор в модуле «Квант-1». Пламя с расплавленным металлом горело несколько минут, заполнив станцию густым токсичным дымом и отрезав доступ к одному из двух спасательных кораблей «Союз». Шесть членов экипажа, включая американского астронавта Джерри Линенджера, оказались в критической ситуации. Пожар удалось потушить, но инцидент изменил подход к пожарной безопасности на МКС.
[B]Читайте также:[/B] [URL='https://hi-news.ru/eto-interesno/podvodnaya-svarka-kak-pod-vodoj-mozhet-goret-ogon.html']Подводная сварка: как под водой может гореть огонь?[/URL]Миссия FM2 должна дать ответ на ключевой вопрос: остаются ли материалы, которым мы доверяем на Земле, безопасными на Луне? Результаты повлияют на выбор материалов для стен, кабелей, тканей, скафандров и всех элементов будущих лунных жилищ. Исследователи признают, что полноценные квалификационные испытания на Луне станут возможны только при постоянном присутствии людей. Но даже первые данные FM2 смогут стать якорем для компьютерных моделей, на которые инженеры будут опираться при проектировании лунных баз.
Если вы все еще не подписаны на [URL='https://max.ru/hinews_ru']наш канал в МАКС[/URL], самое время это исправить. Сделайте это прямо сейчас! Суть в том, что земные стандарты безопасности не обязательно работают за пределами Земли. FM2 — это проверка, без которой строить лунные базы было бы попросту безрассудно. Если компьютерные модели подтвердятся и некоторые «безопасные» материалы действительно окажутся горючими, инженерам придется пересмотреть стандарты пожарной безопасности, которые использовались на протяжении десятилетий. И лучше узнать об этом до того, как в лунном жилище окажутся люди.