ناسا تدرس اللهب والاحتراق في الفضاء لفهم تأثير الجاذبية الصغرى

أنشأ علماء ناسا لهبًا مُتحكّمًا به بأمان في الفضاء لسنوات، حيث ستُسهم الأبحاث المتعلقة بانتشار النيران في تعزيز فهم الاحتراق، مع حماية المستكشفين المستقبليين، وفي غياب جاذبية الأرض، يختلف سلوك اللهب مقارنةً بالأرض، فعادةً ما يرتفع الهواء الدافئ ليحل محله هواء بارد من الأسفل، لا يحدث هذا التأثير الدوراني في الجاذبية الصغرى، أي في الفضاء. تُتيح دراسة الاحتراق في الجاذبية الصغرى فرصة نادرة للعلماء لمعرفة أساسيات الاحتراق دون تأثير الجاذبية.

سلامة رواد الفضاء من الحرائق

وأوضحت ناسا أن العلماء درسوا الاحتراق في الفضاء لحماية رواد الفضاء من حوادث الحرائق، يجب أن يكون رواد الفضاء على دراية بما يجب فعله في حالة الطوارئ المتعلقة بالحريق. فعلى عكس الأرض، لا يُمكن لرواد الفضاء إخلاء المركبة الفضائية والاتصال برقم الطوارئ ، كما يجب أن تكون بيئة المركبة الفضائية محمية قدر الإمكان باستخدام مواد غير قابلة للاحتراق، ويُعد البحث العلمي بالغ الأهمية عندما تكون بعض المواد أكثر قابلية للاشتعال في بيئات الجاذبية الجزئية.

دراسة انتشار اللهب في الجاذبية الصغرى

يُركز تصميم محطة الفضاء الدولية على دراسة الاحتراق مع الحفاظ على سلامة الطاقم خلال فترة الاختبارات، الدراسة الرئيسية للهب على متن المحطة هي رف الاحتراق المتكامل (CIR)، ومع ذلك، يتضمن رف الاحتراق المتكامل دراسات لهب على نطاق ضيق، ويتطلب تفاعلًا أقل من الطاقم.

وصُممت تجربة SoFIE (اشتعال وإخماد الوقود الصلب المُشغل بواسطة نظام BPS) لتتناسب مع رف الاحتراق المتكامل، وتتيح دراسات اشتعال وقابلية اشتعال المواد الصلبة في المركبة الفضائية، وأُجريت دراسات واسعة النطاق للهب على متن مركبة نورثروب غرومان سيغنوس الفضائية بعد مغادرة المحطة، وساعدت تجارب Saffire هذه في توسيع نطاق دراسات انتشار الحريق.

نتائج تجارب سافير

حققت تجربة إطفاء اللهب (FLEX)، التي موّلها المختبر الوطني لمحطة الفضاء الدولية التابع لناسا، إنجازًا علميًا كبيرًا، حيث فحصت انتشار اللهب بأشكال مختلفة باستخدام لهب بارد في ظروف الجاذبية الصغرى، وفي إطار دراسة SoFIE، أُجري اختباران، SoFIE (GEL وMIST)، يُساعدان في تحديد المراحل المبكرة لتطور اللهب وانتشاره. كما يُمكن لدراسة الاحتراق في الفضاء أن تُساعد في تصميم مركبات أقل تلوثًا على الأرض في المستقبل.

وتُساعد نتائج البحث في وضع أفضل تصميم هيكلي للفضاء مع معايير السلامة من الحرائق استجابةً للفضاء، وليس فقط للأرض، وسيُجرى أول بحث على القمر في إطار اختبارات FM2، والتي ستكون أول اختبار قابلية اشتعال على جسم غير الأرض، وستستند النتائج إلى شدة الحريق وانتشار اللهب وقوة المادة القابلة للاشتعال.