Comment éclairer dans l'espace

Le soir du 11 juin, il a quitté l'orbite de façon planifiée et a brûlé dans l'atmosphère le cargo Cygnus OA-7 "John Glenn". Après s'être désamarré de l'ISS, il a passé une semaine en vol libre, a lancé quatre cubsats et a mis le feu à bord. Plus précisément, il s'agissait d'une expérience SAFFIRE-III - Spacecraft Fire Experiment (expérience "feu sur le navire"). La troisième expérience était la dernière d'une série et est une excellente occasion de parler d'expériences avec une flamme en apesanteur.


Astronaute au quotidien / Tim Dodd Photo

Incendie de décharge

L'objectif principal de la série d'expériences SAFFIRE est de collecter des données pour créer des modèles informatiques de propagation des flammes à travers les matériaux utilisés sur les engins spatiaux. Cela réduira considérablement le risque d'incendie sur les navires de l'avenir. Pour des raisons de sécurité, il est impossible de mener de grandes expériences de combustion à l'ISS, donc SAFFIRE a été allumé dans un cargo rempli de débris, qui devait déjà cesser d'exister bientôt. Structurellement, SAFFIRE est une grande boîte dans laquelle des échantillons sont enflammés dans le flux d'air des ventilateurs.


Apparence SAFFIRE, photo de la NASA


Diagramme d'expérience, dessin de la NASA

En juin 2016, lors de la première expérience de la série, SAFFIRE-I, ils ont mis le feu à un morceau de tissu à partir d'un mélange de coton et de fibre de verre de 0,4 × 1 mètre. Pour préciser combien cela était, le record précédent était de 10 cm Afin de regarder le comportement du feu dans diverses conditions, les ventilateurs ont changé la direction du mouvement de l'air pendant l'expérience. Et la brûlure ressemblait à ceci:



En novembre 2016, dans une deuxième expérience de la série, SAFFIRE-II, neuf petites «cartes» de divers matériaux ont été brûlées pour déterminer leur degré de résistance au feu et l'effet de l'épaisseur du matériau sur la propagation du feu. La vidéo ci-dessous montre la combustion du plexiglas, à partir duquel des hublots d'engins spatiaux et du matériau résistant à la chaleur Nomex vont être utilisés, qui est également utilisé dans les vêtements de travail terrestres.



Enfin, lors de la troisième expérience, début juin, ils ont brûlé le même tissu que le premier, mais à une vitesse d'air différente. Après la première expérience, les données ont été entrées dans un modèle informatique, certains résultats ont été obtenus et la capacité prédictive de ce modèle a été testée dans la troisième expérience. Si le taux de combustion du même matériau avec une intensité de soufflage différente coïncidait avec l'ordinateur prévu, alors le modèle a été construit correctement.


En général, il a été constaté que la flamme se propage plus lentement que prévu. L'estimation de la vitesse de la flamme à partir de petits échantillons qui ont été brûlés dans d'autres expériences plus tôt s'est avérée être trois fois plus élevée. Et ce n'est pas une bonne découverte sans ambiguïté - une flamme aussi lente peut produire moins de fumée, c'est pourquoi un incendie peut être détecté et éliminé plus tard.

Pourquoi les échantillons ont-ils été brûlés dans des conditions de soufflage d'air? Le fait est que dans les navires habités, les ventilateurs fonctionnent toujours de sorte que dans l'air, qui ne se mélange pas en gravité zéro en raison du manque de convection , les concentrations locales de dioxyde de carbone qui sont potentiellement dangereuses pour l'homme ne se produisent pas.

Le programme SAFFIRE n'est pas terminé, les expériences IV-VI sont en cours de développement.

Couper le bar aux épices

Malgré de graves restrictions de sécurité, l'ISS a de quoi s'allumer avec l'approbation du MCC. Afin d'éviter que la situation ne devienne incontrôlable, une boîte à gants spéciale MSG, Microgravity Science Glovebox, a été ramenée à la station en 2002.


Analogue au sol pour la formation, photo ESA

Le MSG a un volume isolé assez important, qui est utilisé pour la manipulation en toute sécurité des liquides, des substances dangereuses et des incendies. Si nécessaire, une pression réduite peut même être créée dans la chambre, de sorte qu'en cas de dépressurisation d'urgence, le contenu ne se sépare pas. Et il a mené plusieurs expériences liées au feu.

BASS - La combustion et la suppression des solides traite de la combustion de divers matériaux. Nous étudions des échantillons plats de 10 cm x 1 ou 2 cm, des bâtonnets et des parties de sphère. C'est dans cette expérience que le plexiglas et le coton en fibre de verre ont été brûlés, dont les données de combustion sont spécifiées par SAFFIRE. Il est possible d'obtenir non seulement des informations intéressantes sur le comportement de la combustion de matériaux en apesanteur, mais aussi des photographies tout simplement incroyables:


Ci-après, des photos de la NASA







SPICE - Smoke Point in Coflow Experiment explore le moment où une flamme de gaz commence à former de la suie. Cela devrait être utile pour étudier la propagation du feu et les mécanismes de formation de suie lors de la combustion de matériaux en apesanteur. Le développement de SPICE est l'expérience SLICE .





Les expériences SAME et SAME-R étudient la propagation de la fumée et testent les détecteurs de fumée.

En général, sur plusieurs années, le nombre d'expériences réalisées s'élève à des centaines.

Méduse de flamme

Équipement d'expérimentation FLEX

Une installation distincte a été livrée à l'ISS pour l'expérience FLEX - l'expérience d'extinction des flammes. Il étudie la combustion de combustible liquide dans des conditions de pression atmosphérique différentes et avec la présence possible de dioxyde de carbone ou d'hélium dans l'air. C'est dans cette expérience que l'on a obtenu des "méduses de feu" particulières, qui, selon le principe de fonctionnement, sont très probablement proches d'un moteur à jet d'air pulsé .





Un schéma clair de l'installation et des "méduses".



Il est également intéressant de noter que dans certains cas une flamme froide est apparue au cours de l'expérience. La flamme d'hydrocarbure conventionnelle produit de la suie, du dioxyde de carbone et de l'eau. Dans une flamme froide, du monoxyde de carbone et du formaldéhyde se forment. Théoriquement, les connaissances acquises sur les flammes froides peuvent aider à créer des moteurs à combustion interne plus efficaces à l'avenir.

Bougies devant la télécommande

À droite, une bougie qui brûle dans des conditions terrestres.

Selon l'encyclopédie «World Manned Cosmonautics», la première bougie en apesanteur a été tentée de s'allumer en 1992 lors de la mission de la navette STS-50. La bougie s'est allumée, mais en raison du manque de convection, la flamme s'est retournée et d'une couleur différente. Environ 80 bougies ont été brûlées à la station Mir. Sans afflux d'air dû à la convection, la flamme ne peut recevoir de l'oxygène que par diffusion et s'éteint généralement assez rapidement en raison de l'appauvrissement en oxygène à proximité immédiate. Mais, selon certaines sources, le record de durée de combustion était de 45 minutes au lieu de 10 en conditions terrestres.

Les flammes sont devenues si pâles que l'appareil photo 35 mm a dû prendre des photos au lieu de la vidéo. Il est bon que l'équipement photo et vidéo se soit avancé depuis.

Sexe, ovnis et pyromanie

J'ai déjà parlé de la mission de la navette STS-75 à trois reprises. Ils étaient «chanceux» de nombreuses années avant le début - dans le faux sur les prétendues expériences avec le sexe dans l'espace était exactement leur nombre. Ce sont eux qui ont lancé le "satellite sur une corde" , et les tirs pris par ce satellite ont été pris pour un OVNI. Et l'une des expériences avec une flamme en apesanteur a été réalisée juste dans ce vol. Le membre de l'équipage Jeffrey Hoffman a plaisanté:

Même chez les éclaireurs, je me distinguais par la pyromanie. J'adore la flamme, et en gravité zéro, elle se comporte étonnamment, très différemment [que sur Terre]

L'équipage avait à sa disposition une petite boîte à gants dans laquelle ils allumaient une bougie ordinaire pour un gâteau de fête et brûlaient plusieurs échantillons de papier. Lors d'une conférence de presse après le vol, ils commencent à parler d'expériences de flamme à 8h17. Il est curieux que lorsque le flux d'air est allé de droite à gauche, un morceau de papier a brûlé vers la droite plus rapidement que vers la gauche, ce qui contredit l'expérience terrestre. À la 11e minute, les sections divergentes du papier qui couve sont très belles, l'un des astronautes a même plaisanté «ne laissez pas cela s'échapper de la cage».

En conditions de combat

Le seul véritable incendie en gravité nulle s'est produit le 23 février 1997 à la station Mir - une bombe de régénération d'oxygène s'est allumée.


Contrôleurs de régénération, photo de la NASA


Burnt Checker

Le feu a brûlé pendant environ 90 secondes, n'a pas causé de dommages critiques, mais la fumée a causé de gros problèmes - il n'était pas clair à quel point il était sûr d'être à la station. Les astronautes ont d'abord mis des masques à gaz isolants, mais ils avaient une ressource limitée, et ont rapidement dû tenter leur chance et recommencer à respirer l'air de la station. Plus tard, des dizaines de pièces de ce parti ont été brûlées au sol, mais n'ont pas pu répéter le problème, il semble qu'un seul défaut ait provoqué l'incendie.

Un très bon film a été tourné sur l'accident.

Conclusion

Plus il y a d'échantillons brûlés en orbite au nom de la science, moins un véritable incendie sera probable et plus il sera remarqué à temps et rapidement éliminé. Et un bonus aux données scientifiques est une connaissance potentiellement utile sur la Terre et de magnifiques photos et vidéos.