NASA planuoja Mėnulyje atlikti kontroliuojamą degumo bandymą, kuris turėtų atsakyti į vieną pavojingiausių klausimų būsimoms įguloms: kaip elgsis ugnis dalinės gravitacijos sąlygomis. Tyrėjai įspėja, kad tai, kas Žemėje vos rusena, Mėnulyje gali degti ilgiau ir kitaip, nei tikimasi pagal įprastus bandymus.
Mėnulio gravitacija yra maždaug šeštadalis Žemės, todėl keičiasi oro ir karštų dujų judėjimas liepsnoje. Žemėje karštos dujos kyla aukštyn, atnešdamos naujo deguonies į liepsnos pagrindą, o kartais srautai būna tokie, kad ugnis net užgęsta. Mėnulyje šie srautai lėtesni, todėl degimas gali išlikti stabilesnis, o kai kurios medžiagos gali degti ilgiau.
Planuojamas eksperimentas vadinamas Flammability of Materials on the Moon, sutrumpintai FM2. Jį rengia NASA Glenn tyrimų centras ir NASA Johnson kosmoso centras kartu su Case Western Reserve universitetu, o į Mėnulį jis turėtų keliauti per NASA komercinių Mėnulio krovinių programą, kuria į paviršių gabenami moksliniai prietaisai.
Kas bus daroma Mėnulyje?
FM2 esmė yra sandari kamera, kurioje bus deginami keturi kietojo kuro arba medžiagų pavyzdžiai. Įranga turės kameras, spinduliuotės matuoklius ir deguonies jutiklius, kad realiu laiku fiksuotų, kaip keičiasi liepsna ir jos aplinka. Pagrindinis tikslas yra gauti ne kelių sekundžių, o kelių minučių trukmės duomenis.
Toks trukmės skirtumas svarbus todėl, kad Žemėje dalinės gravitacijos sąlygas dažniausiai pavyksta imituoti tik labai trumpai. Pavyzdžiui, kritimo bokštai suteikia kelias sekundes tariamo nesvarumo, o paraboliniai skrydžiai leidžia stebėti procesus keliasdešimt sekundžių. Ilgesnės trukmės bandymas Mėnulyje padėtų įvertinti, kaip gaisras galėtų vystytis gyvenamojoje aplinkoje, kai žala kaupiasi laikui bėgant.
Kodėl Žemės standartų gali nepakakti?
NASA medžiagų degumui vertinti ilgą laiką taiko standartizuotą metodiką, kai liepsna trumpai veikiamas vertikaliai pritvirtintas bandinys, o rezultatas vertinamas pagal tai, kiek toli išplinta degimas ir ar krenta degančios nuosėdos. Tačiau toks bandymas atliekamas Žemės sąlygomis, kur konvekcija ir aiškus aukštyn bei žemyn krypties skirtumas smarkiai veikia liepsną.
Tarptautinėje kosminėje stotyje ugnis elgiasi kitaip: liepsna gali formuotis labiau sferiškai, plisti lėčiau, o degimą stipriai nulemia ventiliacijos sukuriami oro srautai. NASA jau anksčiau rinko duomenis apie degimą mikrogravitacijoje, įskaitant Saffire eksperimentus, kai nekontroliuojami bandymai buvo daromi neįguluose krovininiuose aparatuose, kad rizika žmonėms būtų minimali.
Šių tyrimų rezultatai parodė, kad kai kurie procesai mikrogravitacijoje būna netikėti, pavyzdžiui, liepsna gali plisti ne ta kryptimi, kurios tikimasi pagal oro srautą, o plonesnės medžiagos kartais dega intensyviau. FM2 turėtų užpildyti spragą tarp mikrogravitacijos ir Žemės 1 g sąlygų, nes Mėnulis suteikia tarpinę, dalinės gravitacijos aplinką.
Ką tai keičia būsimoms misijoms?
Artėjant ilgalaikėms Mėnulio bazėms ir dažnesniems įgulos skrydžiams, gaisrinė sauga tampa ne vien teoriniu, o praktiniu išlikimo klausimu. Gyvenamosiose kapsulėse, laboratorijose ir sandėliavimo moduliuose bus naudojama daug polimerų, tekstilės, izoliacijos ir kitų medžiagų, o degimo produktai uždaroje erdvėje kelia papildomą grėsmę žmonių sveikatai.
FM2 duomenys gali prisidėti prie saugesnių medžiagų atrankos, patikimesnių jutiklių, efektyvesnių gesinimo sprendimų ir realistiškesnių bandymų standartų. Nors tokie eksperimentai brangūs ir sudėtingi, kosmoso saugos specialistai pabrėžia, kad tikras elgesys realioje aplinkoje yra sunkiai pakeičiamas modeliavimu ar trumpalaikėmis imitacijomis.
„Negalime pasikliauti vien Žemėje gautais rezultatais, kai kalbame apie gyvenamąją aplinką Mėnulyje“, – sakė tyrėjai, pristatydami FM2 koncepciją mokslinėje konferencijoje.
Artimiausiais metais, plečiantis Mėnulio logistikai ir komerciniams skrydžiams, tokie bandymai gali tapti svarbia grandimi tarp laboratorinių standartų ir realios kosminių buveinių saugos. Jei FM2 patvirtins, kad dalinės gravitacijos sąlygomis kai kurios medžiagos dega ilgiau ar stabiliau, tai gali reikšti griežtesnius reikalavimus būsimoms Mėnulio gyvenvietėms.
Šaltiniai:
– https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2026/pdf/1799.pdf
– https://www.nasa.gov/missions/station/iss-research/studying-combustion-and-fire-safety/
– https://www.nasa.gov/humans-in-space/space-stations-quest-for-the-secrets-of-fire/
– https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/glenn/nasa-ignites-fire-experiment-aboard-space-cargo-ship/
– https://www.nasa.gov/glenn/glenn-expertise-space-exploration/physical-sciences-program/combustion-science/
Leave a Reply