NASA приступает к реализации проекта BRE (Burning Rate Emulator, «Эмулятор скорости горения»), в рамках которого на поверхности Луны будет впервые проведен контролируемый эксперимент с открытым пламенем.
Это исследование станет частью миссии IM-2 компании Intuitive Machines и направлено на восполнение фундаментальных пробелов в физике горения — ведь гравитация там в шесть раз слабее земной, и никто точно не знает, как именно в таких условиях ведет себя открытый огонь.
В чем главная странность космического огня?
Поведение пламени напрямую зависит от гравитации. На Земле горячие газы расширяются, становятся легче и устремляются вверх — так создается тяга, а пламя получает форму вытянутого лепестка. В полной невесомости на МКС этого эффекта нет: пламя там превращается в медленно пульсирующий голубой шар, а продукты горения не улетают, а обволакивают зону пожара.
Раньше НАСА уже проводило масштабные тесты Saffire — ученые поджигали целые грузовые корабли Cygnus после того, как те отстыковывались от МКС. Эти исследования преподнесли неприятный сюрприз: оказалось, что некоторые материалы, которые на Земле считаются огнестойкими, в космосе горят очень долго и неохотно гаснут сами по себе.
Луна с её слабой гравитацией — это «промежуточный» вариант. Физики предполагают, что лунной тяги хватит, чтобы поддерживать пожар, но не хватит, чтобы быстро рассеивать дым. В итоге на базе могут образоваться невидимые зоны, заполненные ядовитым угарным газом.
Как пройдет эксперимент?
Жечь костры прямо на лунной пыли никто не будет. Установка BRE — это прочный герметичный ящик внутри посадочного модуля. Вместо того чтобы поджигать куски пластика или ткани, прибор будет подавать газ через специальную плоскую горелку.
Меняя напор газа и состав воздуха в камере, ученые смогут сымитировать горение самых разных материалов — от обшивки стен до одежды астронавтов. Датчики и камеры зафиксируют при каком количестве кислорода огонь затухает, а при каком — вспыхивает с новой силой; как тепло от пламени передается окружающим предметам и насколько крупными будут частицы сажи.
Почему это важно?
Лунные модули программы «Артемида» будут сильно отличаться от земных комнат. Чтобы астронавтам было проще выходить в открытый космос, внутри планируют поддерживать низкое давление, но высокое содержание кислорода, который сам по себе является горючим газом.
Проектирование будущих обитаемых модулей и лунных баз потребует пересмотра существующих протоколов пожарной безопасности, которые на данный момент опираются либо на земные стандарты, либо на опыт эксплуатации орбитальных станций.
Полученные данные позволят инженерам точно рассчитать допустимую концентрацию кислорода в атмосфере лунных модулей, выбрать наиболее безопасные материалы отделки и разработать специализированные системы оповещения и ликвидации возгораний.