以火攻火：新的空间站实验研究太空中的火焰

由于更加成熟研究和标准的规范：在过去的几十年里，禁止了衣服、床和家具中高度易燃的材料，这使得美国人现在在家里比几十年前更有安全感。在选择宇航服和航天器的材料时， NASA 依靠类似的研究和标准来保护宇航员。

但是火在太空中的表现不同。重力和气流的变化会改变它的传播方式，使其更难熄灭。那么，工程师们该如何为只有12人到达过的月球或甚至没有人去过的火星设计安全的防火住宅呢？他们如何在这些鲜为人知的环境中研究可燃性？

固体燃料点火和熄灭（SoFIE）项目是一系列实验，在诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）在国际空间站的第17次货物补给任务中发射，这可以进一步为了解太空火灾指明道路。 SoFIE 将在空间站的燃烧集成机架中运行，该机架具有一个可以安全燃烧的实验室。

NASA 宇航员和第66次考察的飞行工程师托马斯·马什本（ Thomas Marshburn ）在配置燃烧集成机架开始进行 SoFIE 操作。

“随着 NASA 计划在月球和火星等其他行星上建立前哨站，我们需要以最小的风险生活在那里，” NASA 克利夫兰格伦研究中心（ Glenn Research Center ）的 SoFIE 项目科学家保罗·弗库尔（ Paul Ferkul ）说。”了解火焰如何蔓延以及材料如何在不同环境中的燃烧，对于未来宇航员的安全至关重要。”

SoFIE 将帮助 NASA 选择宇航服、机舱和栖息地的材料和设计。这些实验还将帮助 NASA 确定在太空中扑灭火灾或闷烧材料的最佳方法，因为它准备走得更远，停留更长时间。

“在地球上，重力对火焰有巨大的影响，但在空间重力降低的情况下，火灾的行为可能出乎意料，可能更危险，”弗库尔（ Ferkul ）说。

空间站独特的微重力环境使得科学家们能够研究火焰的真实本质，这些火焰被不受重力影响并且未被改变。由此产生的数据，永远无法在地球上收集，将其应用于数学模型，预测这些材料将如何在月球、火星、或其他环境燃烧。

” SoFIE 建立在 NASA之前的可燃性研究的基础上，”格伦（ Glenn ）的项目经理劳伦 · 布朗（ Lauren Brown ）说。”像研究其他火焰一样，这项研究将研究物体如何在太空中点燃、燃烧和熄灭。它将为在近地轨道之外继续进行的载人航天飞行奠定基础。”

SoFIE 由五项研究组成，研究有机玻璃、棉基织物和其他常用航天材料的可燃性。

为了演示火焰在太空中的增长、衰减和熄灭，几年前，一项名为燃烧和抑制固体（ BASS ）的初步测试在空间站上燃烧了一种合成树脂。上面一行表示火焰在增长，而下面一行表示它正在熄灭。

五个实验

• 对于停留时间驱动的火焰蔓延将利用薄的航天材料来研究稳定和不稳定的火焰蔓延。改变测试材料的厚度有助于科学家了解火灾何时会增长或熄灭。
• 窄通道装置将测量在厚而平坦的表面上蔓延的火焰，并将结果与地球上用于测试航天材料的可燃性的装置的结果进行比较。
• 增长和熄灭的极限将集中用于固体球体表面上的火焰增长和衰减。这将提高对内部厚而圆的材料如何加热以及球体周围的气流如何影响火焰传播的理解。
• 材料点火和抑制测试由小型燃烧风洞、圆柱形材料样品、辐射加热器、点火器和配套仪表组成。
• 航天器材料可燃性微重力研究将把地球重力可燃性测试数据与通风微重力条件下的数据相关联。

虽然 SoFIE 的目的是研究航天器的消防安全，但实验数据可以帮助改善地球上的消防安全。这些数据将增加现有的知识体系，可以改进筛查测试，以评估家庭、办公室、飞机或其他场景的防火材料。
NASA 计划在2025年11月之前运营 SoFIE ，并可能接受在此期间进行更多关于实验的提议。
NASA 科学任务理事会（ Science Mission Directorate ）的生物和物理科学部门为 SoFIE 和相关调查提供资金。

国际空间站上美国宇航局正在进行的液滴燃烧实验中拍摄的彩色照片，展示呈现圆形的火焰