为什么 NASA 会在太空纵火焚烧货运飞船

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下周二,美国轨道 ATK 公司将向国际空间站(ISS)发射“ 天鹅座 ”货运飞船,飞船会给宇航员带去食物、水和一台 3D 打印机等补给。

通常来讲,在“天鹅座”飞船完成补给任务后,空间站成员会将垃圾放入飞船并让其返回地球,而飞船在返回地球的途中会在大气层中焚毁。但是这一次不同的是,美国国家航空航天局(NASA)将在“天鹅座”焚毁之前先在飞船上放一把火——不过是让部分区域着火。

由国际空间站成员拍摄的“天鹅座”飞船在地球大气层被分解的图片(图片由NASA提供)

由国际空间站成员拍摄的“天鹅座”飞船在地球大气层被分解的图片(图片由 NASA 提供)

为了了解火焰在失重环境下的燃烧情况,NASA 实施了这场“飞船火灾实验”,也被称为“Saffire”项目。截止到目前,出于对这类试验风险的担心,人们只在太空飞船和 ISS 中做过一些非常小型的燃烧实验。

Saffire 项目可以让 NASA 的科学家了解到在微重力环境中,更大范围火灾的燃烧扩散情况。

在“天鹅座”离开空间站准备返回地球后,NASA 格伦研究中心的工程师将在飞船上一个长 3 英尺、宽 3 英尺、高 5 英尺的模块中遥控点燃一块尺寸较大的布料。

这块长 37 英尺、宽 16 英尺的布料由玻璃纤维和棉麻制成,这种混合材料在之前的小型燃烧实验中也使用过。“天鹅座”飞船内的传感器和高清晰度摄像机将记录火焰沿着布料扩散的特点。实验预计需要几个小时才能完成。

实验结束后,“天鹅座”会在轨道上停留 7 天,将数据传回全球各地的地面站点。在 Saffire 团队获取数据之后,“天鹅座”将其再度进入大气层并在太平洋上空焚毁。

“太空飞船火灾是 NASA 和国际空间探索领域最令人担心的安全意外之一。” Saffire 项目经理加里·拉夫(Gary Ruff)说。

太空火灾一直是 NASA 十分关注的安全问题,对于那些生活在充满氧气的封闭太空船和空间站的宇航员而言这也是至关重要的安全问题。

阿波罗 1 号飞船的悲剧让 NASA 开始重视这一安全问题。在那场事故中,机舱在发射演练中发生的火灾导致 3 名宇航员丧生。阿波罗 1 号事故突显出 NASA 在应急准备方面的严重不足,也显示出阿波罗模块在当时存在的各种火灾隐患。

在经历过这样一场毁灭性的火灾事故之后,NASA 从此对之后任务中的火灾隐患都特别敏感。例如,NASA 最初在早期的太空飞行中原本选择携带铅笔,但因为铅笔笔尖可以折断,会在充满氧气和电气设备中宇宙飞船引发轻微火灾隐患,为了避免造成电子设备短路,NASA 最终将铅笔换成了在微重力环境下使用的专用笔。

幸运的是,在阿波罗 1 号之后,NASA 再没有发生过其他与火灾有关的类似事故。不过在微重力条件下进行的小规模实验表明,在失重条件下的火焰燃烧情况与地面上的火焰燃烧存在差异。比如在微重力环境,火焰呈球状,而不是泪珠形状。

在 NASA 的一场新闻发布会上,Saffire 首席研究员大卫·乌尔班(David Urban)说,“Saffire 项目试图回答两个问题。第一,向上扩散的火焰是否会持续增长,还是微重力环境对火焰大小有所限制?第二,什么样的纤维和材料会在这样的环境中着火,它们的燃烧情况如何?”

下周进行的测试是 3 个 Saffire 实验中的第一个。Saffire II 将在 6 月进行,实验会点燃国际空间站常用的 9 种不同材料,包括用于宇航员衣服的材料。Saffire III 会和 SaffireII 十分相似。

这一系列的 Saffire 实验任务是为了更好了解火焰、烟尘的扩散情况以及更好地检测和扑灭火灾。

“Saffire 项目就是为了更清楚地了解太空中的火情,这样 NASA 可以开发更好的防火材料、技术和程序,以便减少宇航员的安全风险并加强太空飞行的安全。”Saffire 项目经理加里·拉夫(Gary Ruff)说道。

NASA 一直致力于让人类 太空航行的时间更长 ,能够进一步深入太阳系进行探索,因此更好地理解在微重力环境下的火焰燃烧情况至关重要。为了研发出合适的耐燃性和火焰检测技术,NASA 首先需要提高他们对这一领域的科学了解。

“天鹅座”货运飞船定于 3 月 22 日美国东部时间上午 11:05 时发射,这是达成上述目标所迈出的第一大步。

翻译:曹木

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