如何在太空中发光

6月11日晚上,他计划离开轨道,并在大气中焚烧了Cygnus OA-7“约翰·格伦”货船。 从国际空间站脱离后,他花了一个星期的自由飞行时间,发射了四只幼崽,并在船上放火。 更准确地说,这是一个实验SAFFIRE-III-航天器射击实验(实验“在船上射击”)。 第三次实验是该系列的最后一个实验,是讨论零重力火焰实验的绝佳时机。


日常宇航员/蒂姆·多德照片

垃圾填埋场


SAFFIRE系列实验的主要目的是收集数据,以建立通过航天器上使用的材料传播火焰的计算机模型。 这将严重降低未来船舶起火的风险。 出于安全原因,不可能在国际空间站进行大规模的燃烧实验,因此在装满垃圾的货船上点燃了SAFFIRE,这本来应该很快就不复存在了。 从结构上讲,SAFFIRE是一个大盒子,样品在其中从风扇的气流中被点燃。


外观SAFFIRE,NASA照片


实验图,NASA图

2016年6月,在该系列的第一个实验SAFFIRE-I中,他们用一块棉布和一块0.4×1米的玻璃纤维混合物烧成一块织物。 为了清楚说明这一点,以前的记录是10厘米,为了观察各种条件下的着火行为,在实验过程中,风扇改变了空气流动的方向。 燃烧看起来像这样:



2016年11月,在该系列的第二个实验SAFFIRE-II中,燃烧了九种不同材料的小“卡片”,以确定它们的耐火程度以及材料厚度对火势蔓延的影响。 以下视频显示了有机玻璃的燃烧,将使用航天器的舷窗和耐热材料Nomex,也将其用于地上工作服。



最后,在6月初进行的第三个实验中,他们燃烧了与第一个相同的织物,但是以不同的风速燃烧。 在第一个实验之后,将数据输入计算机模型,获得了一定的结果,并在第三个实验中测试了该模型的预测能力。 如果相同材料的不同燃烧强度的燃烧速率与预测的计算机相符,则可以正确建立模型。


通常,发现火焰的蔓延比预期的慢。 之前在其他实验中燃烧的小样本中的火焰速度估计值是后者的三倍。 这并不是一个明确的好发现-如此缓慢的火焰可以产生更少的烟雾,这就是为什么可以在以后发现并消除火的原因。

为什么样品在鼓风条件下燃烧? 事实是,在有人驾驶的船上,风扇始终在运转,以使在空气中(由于缺乏对流而不会在零重力下混合)不会出现对人类潜在危险的局部二氧化碳浓度。

SAFFIRE程序尚未完成;实验IV-VI正在开发过程中。

用香料切低音


尽管存在严格的安全限制,但在获得MCC批准后,ISS仍有足够的余地。 为了防止局势失控,早在2002年就将一个特殊的味精手套箱Microgravity Science Glovebox带到了该站。


地面模拟训练,ESA照片

MSG具有相当大的隔离体积,可用于安全处理液体,有害物质和火灾。 如有必要,甚至可以在腔室中产生减压,从而在紧急降压的情况下,内容物不会飞散。 并且进行了一些与火灾有关的实验。

低音 -固体的燃烧与抑制涉及各种材料的燃烧。 我们研究10 cm x 1或2 cm的扁平样品,棒和球体的一部分。 在该实验中,燃烧了有机玻璃和玻璃纤维棉,其燃烧数据由SAFFIRE指定。 不仅可以获得有关零重力下燃烧材料行为的有趣信息,还可以获得令人惊叹的照片:


此后,NASA的照片







SPICE -Coflow实验中的烟点探索了气体火焰开始形成烟灰的时刻。 这对于研究零重力下材料燃烧过程中的火势蔓延和烟灰形成机理应该是有用的。 SPICE的开发是SLICE实验。





SAMESAME-R实验研究烟雾传播和测试烟雾探测器。

通常,在过去的几年中,进行的实验数量达数百个。

火焰水母



FLEX实验设备

另一套装置已交付给国际空间站用于FLEX实验-火焰熄灭实验。 他研究了在不同大气压下以及空气中可能存在二氧化碳或氦气的条件下液体燃料的燃烧。 在该实验中,获得了特殊的“火水母”,根据操作原理,其最有可能接近脉动喷气发动机





安装和“水母”的清晰图示。



有趣的是,在某些情况下,实验过程中会出现冷焰。 传统的碳氢化合物火焰会产生烟灰,二氧化碳和水。 在冷火焰中,形成一氧化碳和甲醛。 从理论上讲,获得的有关冷焰的知识可以帮助将来制造更高效的内燃机。

遥控器前的蜡烛



右边是在陆地条件下燃烧的蜡烛。

根据百科全书“世界载人航天”,1992年,为了执行STS-50航天飞机的任务,试图点燃第一支重力为零的蜡烛。 蜡烛点燃了,但由于缺乏对流,火焰转了转,变成了另一种颜色。 Mir站燃烧了约80支蜡烛。 由于对流而没有空气流入,火焰只能通过扩散来吸收氧气,并且由于附近的氧气消耗,火焰通常很快熄灭。 但是,根据一些消息来源,燃烧持续时间记录是45分钟,而不是地面条件下的10分钟。

火焰变得如此苍白,以至于35毫米相机不得不拍摄照片而不是视频。 此后,照相和视频设备向前迈进了一步。


性爱,不明飞行物和火热


我已经三度谈论过STS-75航天飞机的任务。 他们在开始之前很多年都是“幸运的”-关于所谓的太空性实验的假说正是他们的数量。 是他们发射了“弦上的卫星” ,而这颗卫星拍摄的照片被误认为是不明飞行物。 在此飞行中进行了一项零重力火焰实验。 机组人员杰弗里·霍夫曼开玩笑说:

即使在侦察兵中,我也因发狂而闻名。 我喜欢火焰,在零重力下,它的表现令人惊奇,与地球上的非常不同

机组人员可以使用一个小的杂物箱,在其中点燃一支定期点燃节日蛋糕的蜡烛,并燃烧了几个纸样。 在飞行后的新闻发布会上,他们从8:17开始谈论火焰实验。 奇怪的是,当气流从右向左流动时,纸张向右燃烧的速度比向左燃烧的速度快,这与世俗的体验相矛盾。 在第11分钟时,阴燃纸的发散部分看起来非常漂亮,其中一位宇航员甚至开玩笑说“不要让它从笼子里逃脱”。


在战斗条件下


唯一的零重力真实火灾是1997年2月23日在Mir站发生的-氧气再生炸弹被点燃。


再生棋,NASA照片


烧格

熊熊大火燃烧了大约90秒钟,没有造成严重破坏,但是烟气引起了大麻烦-目前尚不清楚在车站的安全性。 宇航员首先戴上绝缘防毒面具,但他们的资源有限,不久就不得不抓住机会,再次开始呼吸该站的空气。 后来,该党的数十枚碎片在地上被烧毁,但无法重现该问题,似乎是单个缺陷引发了大火。

拍了一部有关事故的非常好的影片。


结论


以科学的名义在轨道上燃烧的样本越多,发生真实火灾的可能性就越小,及时发现并迅速消除的可能性就越大。 而且,科学数据的额外奖励可能是对地球以及精美的照片和视频有用的知识。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN404609/


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