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NIST / NASA研究表明,一个探测器并不能“完全适应”航天器中的烟雾

2019-11-22

  在1997年2月24日晚上,俄罗斯航天飞机上的六名男子,包括美国宇航员杰里·林格纳,进行了和平而富有成效的任务,几乎成了一场悲惨的噩梦。高氯酸锂罐用于产生氧气通过化学反应,被激活后突然起火。尽管大火很快被扑灭,但浓密的,威胁生命的浓烟(形式和移动方式与地球上受重力限制的对应物不同)迅速填充了火站。由于被限制在距离最近的消防队360公里(224英里)的有限区域内,因此局势更加不稳定。宇航员亚历山大·拉祖金(Aleksandr Lazutkin)在美国国家航空航天局(NASA)关于该事件的报告中评论说:“您不能仅仅打开窗户使房间通风。”

  幸运的是,和平号机组人员的逻辑思维和迅速行动限制了火势,并防止了任何伤害或与烟雾相关的并发症的发生。但是,美国航空航天局并没有忘记那天吸取的教训。自2002年以来,美国国家航空航天局一直与美国国家标准技术研究院(NIST)合作,一直在认真研究微重力烟雾的行为,以此为基础开发出在航天飞行中检测烟雾的快速,灵敏和可靠的方法。在新论文中美国国家航空航天局(NASA)和NIST的研究人员在《消防安全期刊(FSJ)》中描述了他们如何看待载人航天器上常用的五种材料产生的烟雾颗粒,定义了它们的特性并评估了两种传统系统对它们的探测程度。

  由于并非所有颗粒都能被一致地检测到,因此研究人员建议“下一代航天器火灾探测器必须进行改进,并测试相关航天材料产生的烟雾。”

  探测太空中的火灾与地球上需要一个非常不同的过程。在这里,浮力(取决于重力)导致热气体上升,并使火焰扩展成细长的形状。烟雾颗粒也会上升,这就是为什么我们将探测器放置在天花板上的原因。在微重力下,没有浮力,因此火焰呈球形,烟气通常会聚集成大颗粒或长链,并向各个方向扩散。因此,国际空间站(ISS)和其他现代航天器上的烟雾探测器放置在通风系统内,而不是放在隔室壁上(无论如何,航天器上都没有“上下”来定义天花板)。

  此外,宇宙飞船上可能成为火源的材料与地面环境中潜在的可燃物不同。这意味着由微重力燃烧产生的烟雾也可能具有不同的属性,具体取决于来源,因此在为乘用车设计有效的烟雾探测器时必须考虑这些特征。

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