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由于阿波罗1号机舱在测试发射期间起火,夺走了三名宇航员的生命,因此全世界都非常熟悉太空旅行的风险。虽然那枚火箭从未离开过地面,但Gus Grissom,Ed White和Roger Chaffee的死亡是由太空中对人类的最大威胁引发的:电力。当由可燃尼龙和高压氧气供给的电气火焰烧毁未加油的工艺时,机舱点燃。电力和宇宙飞船混合不好。你离开卡纳维拉尔角的距离越远,问题就越严重。
当前航天器的很大一部分是无人驾驶的,这就是为什么我们不经常听到太空火灾的原因 - 船上没有氧气。推进剂通常易燃,但风险较小。当你想让人们活着时,电力主要是一个问题,特别是在长途旅行中 - 当我们看向火星甚至半人马座阿尔法时,我们需要考虑这些问题。
美国国家航空航天局已经在努力更好地了解太空中的电气火灾,为未来增加的太空探索和旅行做准备,这将使我们不仅仅是低地球轨道。 Saffire-1实验 - 航天局将在一辆空的天鹅座再补给车上开始大规模火灾 - 肯定能帮助我们更好地了解零重力环境中的火灾是如何起作用的,以及可以采取哪些措施来帮助我们保护可能面临这种情况的宇航员。这是一个开始,但它假设电气威胁来自内部。事实并非如此。太空本身可能会引发电气火灾。
犹他州立大学的材料物理学家J.R. Dennison花费了大量时间来研究NASA对等离子体引起的充电如何导致航天器在电子设备中完全失效甚至导致一两次爆炸的担忧。事情就是这样:我们通常认为空间是一个空洞的真空,但事实并非如此。由恒星和高能天体物理事件产生的电子,离子和光子感应电流的空间很厚。这些电流是不可避免的,当航天器穿过它们时,它们可以在金属上留下电荷,就像羊毛在寒冷的日子里一样。在一个小金属盒子里飞来飞去是危险的,现在假设这个盒子带有很强的电荷。这是一个可能阻碍人类前往深空的主要问题。
实质上,充电产生的问题是它给工程师没有错误的余地。如果有故障的电线松动并碰巧与充电车辆的外部(或内部)接触,那么宇航员就会遇到问题。
丹尼森一直试图弄清楚航天器充电发生的更详细动态。这包括航天器上可能发生充电的地方,加剧充电的事件类型(例如由太阳耀斑引起的辐射或温度升高),有助于或减轻充电的材料类型等等。最终,我们的目标是寻找能够制造不利于电荷累积的航天器的材料 - 即非静电材料。这是 许多 说起来容易做起来难。毕竟,你几乎必须用轻质金属制造航天器,以便在太空中达到可接受的安全水平。而且它们很有传导性。
Dennison还没有找到解决方案。他为美国宇航局和其他航天机构以及私营太空飞行公司需要注意的事情奠定了基础,如果他们真的认真考虑将更多的人送到太空。与此同时,不乏奇怪的想法,可能有助于节省我们继续发送的螺栓和金属桶。
一个这样的建议:水。来自科罗拉多矿业学院和加利福尼亚大学戴维斯分校的一组研究人员认为,我们可以采用老式的方式,使用H2O来扑灭太空中的电气火灾。它总比没有好,但就计划而言并不完全令人惊叹。
无论美国宇航局和其他人最终追求什么样的消防安全战略,如果我们想要在2040年将宇航员送往火星的最后期限达到目标,他们就需要尽快解决问题。下一个伟大的聚合物不仅仅是材料科学的突破,它将是一个救星。