火是一個神奇的東西,人類祖先掌握了火這種」工具「,成功將人類帶入了初級文明。但火是難以控制的,一個控制不好,這種工具就會變成火災。
在地球上,人們應對火災已經有了豐富的經驗,最好的辦法就是防患於未然,加強安全用火意識。但隨著人們對太空的了解與好奇,人類逐漸將活動範圍擴大到了外太空甚至其他星球。
為了安全起見,幾乎所有的太空設備都具備很好的防火能力,但再好的防火能力也總會有意外的時候,無法做到絕對的防禦。因為只要有一點氧氣,任何物體只要達到了燃點都會燃燒。
隨著空間站與火星殖民計劃的推進,科學家不得不考慮,一旦在外太空發生火災,我們該如何應對。所謂知己知彼百戰不殆,要想戰勝火災,我們必須先了解火。在地球上我們已經對它相當了解了。但在太空中由於環境的巨大差別,火的燃燒也變得特別複雜。
其中最大的差別就是重力與浮力,別看主要就這兩點,帶來的燃燒效果可是非常不同。在地球上,如果我們點燃一根火柴將它拿在手上,火焰始終會向上燃燒,因為受重力的影響,不同溫度的空氣會產生不同的浮力,熱空氣會始終想向上浮去,熱空氣帶動整體空氣的流動,因此我們看到的火焰始終都是火苗朝上。
但在太空中,由於沒有了重力於浮力,火苗的方向變得更加無序。此時點燃一根火柴,火苗可不會「向上」,朝向四面八方都有個能,甚至沿著可燃物包裹式的燃燒都有可能,極大的加快了燃燒速率。
為了不在純理論中探討火焰在太空中如何燃燒,科學家在數十年的時間裡相繼在太空中做過多次燃燒試驗。
太空中火災的可能性
這不,這次又在國際空間站中做了一次這樣的試驗。科學家通過點燃數種材料,旨在通過觀察想要得知在無重力環境下,火焰轉變成火災的各種可能性。科學家將此次試驗命名為《密閉燃燒》,此次試驗將有助於提高國際空間站和未來可能的星球殖民的消防安全。
科學家可以用這次的試驗數據來改進將來在材料方面的選取以及未來的消防安全策略。科學家開玩笑稱:這次試驗並不是要燒掉一個空間站,考慮到安全性,要在一個密閉的空間中通過加入不同的「刺激」。觀察整個燃燒過程。
試驗中,在零重力環境下,完全封閉的空間內充斥著一些空氣,此時燃燒的火焰會呈現出一個球形,而不是在地面上一樣的淚滴型。這一初級測試在以前也曾經做過,但此次重點是想加入空氣流動觀察不同材料的燃燒過程。
科學家讓試驗環境中加入了一個風扇並持續提供氧氣。經過15次測試,分別燃燒了由棉和玻璃纖維組成的織物以及丙烯酸塑料板。
試驗結果出乎意料,某些材料在太空中與地球相比更加容易燃燒。因為在無重力環境下,火焰會順著空氣的流動方向蔓延並且會拉得很長。流動速度會非常的快,導致它們很難被撲滅。而這僅是試驗中的空氣對流,如果一旦發生真正的火災,空氣流動會變得更加複雜,火焰會順著燃燒氣流,點燃它們碰到的每一個地方。科學家有理由相信,如果在月球、火星建立基地,如果發生火災,危險係數會比地球更大。
太空中的滅火猜想
可以做一個設想,太空中的「建築物」都是封閉且脆弱的。發生火災還有可能導致「建築物」的破損與外部相通造成失壓或洩露。這可以說是缺點,但換個角度想,這或許也會是滅火的優勢。如果一旦失控,是否可以考慮完全抽空封閉環境內的氧氣,或瞬間釋放大量阻燃氣體進行滅火呢?
如果環境中有人,只需要人帶上氧氣面罩即可。或者將這一過程控制在1分鐘內,正常人憋氣一分鐘都沒多大難度,更何況是太空人呢?