Díky výzkumům hořlavých materiálů se lidé v rozvinutém světě mohou cítit bezpečněji – jejich oblečení, postele i domy již neobsahují extrémně hořlavé substance. NASA spoléhá na podobné studie a standardy, aby ochránila astronauty při výběru materiálů pro kosmické skafandry a lodě. Oheň se však ve vesmíru chová jinak. Odlišná gravitace a proudění vzduchu výrazně mění způsob, jakým se plameny šíří a také se tím komplikuje jejich hašení. Jak tedy navrhnout bezpečné základny pro Měsíc, jehož povrch navštívilo zatím pouze 12 lidí, nebo dokonce pro Mars, kde ještě žádný člověk nebyl? Jak mohou vědci studovat chování plamenů v těchto málo prozkoumaných prostředích?

Na tyto otázky by mohl přinést odpovědi projekt SoFIE (Solid Fuel Ignition and Extinction). Jedná se o soubor experimentů, které vyrazí na ISS na palubě nákladní lodi Cygnus v rámci mise NG-17. Vědci si od těchto experimentů slibují lepší porozumění chování plamenů v kosmickém prostoru. Veškerý výzkum programu SoFIE bude probíhat ve specializovaném zařízení Combustion Integrated Rack, které umožňuje bezpečně na palubě ISS spalovat sledované materiály a studovat průběh jejich hoření.

„Jelikož NASA připravuje základny na cizích tělesech jako je Měsíc a Mars, potřebujeme tam žít s minimálním rizikem,“ říká Paul Ferkul, vědec z Glennova střediska v Clevelandu zapojený do programu SoFIE a dodává: „Pochopení, jak se plameny šíří a jak materiály hoří v různých podmínkách, je nezbytné pro bezpečnost budoucích astronautů.“

SoFIE má pomoci vědcům vybrat materiály a konstrukční řešení skafandrů, kabin i obytných prostor. Tyto experimenty také pomohou odborníkům najít nejlepší způsoby, jak uhasit doutnající materiály v kosmickém prostředí. Tyto informace se budou hodit, především, až se lidé vypraví na dlouhodobé kosmické výpravy.

„Na Zemi má hlavní vliv na plameny gravitace, ovšem v mikrogravitaci se mohou plameny chovat nečekaně a být nebezpečnější,“ říká Ferkul. Jedinečné mikrogravitační prostředí na ISS umožní vědcům studovat pravou podstatu plamenů, která je izolovaná a neovlivněná gravitací. Získaná data, která by nikdy nemohla být nasbírána na Zemi, pak budou aplikována do matematických modelů, které předvídají, jak by tyto materiály hořely v lunárním, marsovském či jiném prostředí. „SoFIE staví na dřívějších výzkumech NASA v oboru hořlavin,“ říká Lauren Brown, projektová manažerka z Glennova střediska a dodává: „Stejně jako jiné studie plamenů, bude se i tento výzkum zaměřovat na to, jak probíhá zapálení, hoření a uhasnutí v kosmickém prostoru. Poskytne tak základy pro pokračování pilotovaných misí mimo nízkou oběžnou dráhu Země.“ Celý program SoFIE tvoří pět samostatných zařízení, na kterých se budou studovat hoření plexiskla, látek na bázi bavlny a dalších materiálů, které se běžně používají v kosmonautice.

• Residence Time Driven Flame Spread bude studovat stabilní a nestabilní šíření plamene a využije k tomu tenké vrstvy sledovaných materiálů. Změny tloušťky těchto vrstev pomohou vědcům porozumět rozdílům, které rozhodují o tom, zda bude oheň pokračovat, či zda uhasne.
• Narrow Channel Apparatus má měřit šíření plamenů na silnostěnných, rovných površích. Výsledky se poté porovnají s těmi, které jsou změřeny v pozemských podmínkách, aby bylo možné lépe porozumět hořlavosti kosmických materiálů.
• Growth and Extinction Limit se zaměří na růst plamene, jeho slábnutí a zhášení na povrchu pevné koule. Tento výzkum má zlepšit chápání, jak se silnostěnné kulaté útvary ohřívají uvnitř a jak ovlivňuje šíření plamenů vzduch proudící kolem.
• Material Ignition and Suppression Test tvoří malý větrný tunel, válcovitý vzorek materiálu, zářivé ohřívače, zapalovač a podpůrné systémy.
• Spacecraft Materials Microgravity Research on Flammability má korelovat údaje ze zkoušek hořlavosti v pozemské gravitaci s údaji v podmínkách mikrogravitace s přídavkem proudícího vzduchu.

Ačkoliv primárním úkolem programu SoFIE je studium požární bezpečnosti kosmických lodí, získaná data mohou pomocí zlepšit požární bezpečnost i na Zemi. Poznatky se přidají k již existujícím znalostem a výsledkem může být zlepšení testovacích metod, které ověřují požární bezpečnost materiálů pro naše domy, kanceláře, letadla i další využití. NASA plánuje, že bude program SoFIE provozovat do listopadu 2025 a možná přijme i návrhy na dodatečné experimenty, které by mohly na tomto zařízení probíhat.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/gelwithoutletterstring.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/51874046399_d559997ef9_5k.jpg
https://media.springernature.com/f…18398_Fig1_HTML.jpg