آتش‌بازی در ایستگاه فضایی؛ آزمایش ایمنی آتش به مدار زمین می‌رود
فضاپیمای باری «سیگنوس» (Cygnus) که طبق برنامه‌ریزی فردا به سوی ایستگاه فضایی بین‌المللی پرتاب می‌شود، آزمایشی را همراه خواهد داشت که برای بهبود ایمنی آتش در مأموریت‌های ماه و مریخ طراحی شده است.
این آزمایش با نام «احتراق و اشتعال سوخت جامد» (Solid Fuel Ignition and Extinction) یا «سوفی» (SoFIE) جدیدترین آزمایش از مجموعه‌ای از تحقیقات در مدار زمین است که به چگونگی رفتار آتش در ریزگرانش می‌پردازند. SoFIE بخشی از محموله‌ی بزرگ‌تر علمی، تجهیزات و سخت‌افزاری است که شنبه ۱۹ فوریه (۳۰ بهمن) ساعت ۱۲:۳۹ منطقه‌ی زمانی شرقی (۲۳:۰۹ به وقت تهران) طی مأموریت تأمین مجدد Cygnus NG-17 نورثروپ گرامن پرواز می‌کند.
«پل فرکول» (Paul Ferkul) دانشمند پروژه‌ی SoFIE مرکز تحقیقات گلن ناسا گفت: «ما امیدواریم با این آزمایش‌ها آگاهی بیشتری درباره‌ی اشتعال‌پذیری مواد برای مأموریت‌های آینده کسب کنیم، این‌ها شرایط لازم برای مأموریت‌ها، طرح‌های اولیه‌ی لباس‌های فضایی، کابین‌ها و زیستگاه‌های آینده را پیش‌بینی و بررسی می‌کنند که چگونه این مواد در ماه، مریخ یا محیط‌های دیگر می‌سوزند. این آزمایش‌ها همچنین به ناسا کمک می‌کنند تا بهترین روش‌ها را برای خاموش کردن آتش یا مواد سوخته در فضا شناسایی کند.»
پرتاب سیگنوس از مرکز پروازهای فضایی ناسا در جزیره‌ی والوپس ویرجینیا انجام خواهد شد. با رسیدن SoFIE به ایستگاه فضایی بین‌المللی، این آزمایش در محفظه‌ی بررسی احتراق که برای تحقیقات احتراق ایمن در ماژول آزمایشگاهی «دنسیتی» (Density) آمریکا قرار دارد، نصب خواهد شد. به گفته‌ی فرکول، ایستگاه فضایی یک محیط ریزگرانشی منحصربه‌فرد فراهم می‌کند که به دانشمندان امکان می‌دهد ماهیت واقعی شعله‌های جدا شده و بودن تغییر توسط گرانش را مطالعه کنند.
فضانورد مأموریت اعزام ۶۶، توماس مارشبرن هنگام آماده‌سازی محفظه‌ی احتراق برای آزمایش SoFIE
Credit: NASA
پخش مستقیم ویدیو از احتراق در محفظه هم به تیم مرکز تحقیقات گلن امکان می‌دهد که شعله‌ها را هنگام سوختن ببینند و حتی برای عوامل سوختن، مانند سرعت جریان، اکسیژن، فشار و گرمایش تابشی، تنظیماتی را انجام دهند. این آزمایش‌ها که قرار است تا نوامبر ۲۰۲۵ اجرا شوند، شامل نمونه‌هایی می‌شوند که ۱۰ تا ۳۰ سانتی‌متر طول دارند و موادی مانند پلکسی گلس، پارچه‌های پنبه‌ای و دیگر موادی را که معمولا در پروازهای فضایی استفاده می‌شوند، بررسی خواهند کرد.
تاریخچه‌ی علمی این آزمایش‌ها برگرفته از کارهایی است که قبلا توسط دو آزمایش دیگر ناسا یعنی آزمایش خاموش کردن شعله (FLEX) و احتراق پیشرفته توسط آزمایش‌های ریزگرانشی (ACME) انجام شده است. فلکس که اکنون پایان یافته است بر کارایی گازهای بی‌اثر در ریزگرانش و یافتن محافظه‌کارانه‌ترین تخمین از شاخص محدودکننده‌ی اکسیژن برای احتراق پایدار تمرکز داشت. هدف اصلی آزمایش اکمی هم بهبود کارایی فناوری احتراق و کاهش انتشار آلودگی آن است و در درجه‌ی دوم بر ایمنی آتش‌سوزی در فضا تمرکز دارد.
فضاپیماهایی باری سیگنوس برای آزمایش‌های ایمنی دیگری هم شناخته شده هستند که به‌عنوان آزمایش‌های ایمنی آتش‌سوزی هنگام خروج از مدار شناخته می‌شوند و در مجموع آزمایش‌های «ایمنی آتش‌سوزی فضاپیما» (Spacecraft Fire Safety) یا «سفیر» (Saffire) نام گرفته‌اند. طی این آزمایش‌ها کنترل‌کننده‌های مأموریت آتشی عمدی را درون فضاپیما که در مسیر تخریب برنامه‌ریزی شده هنگام بازگشت به جو زمین است روشن می‌کنند تا رشد شعله در مقیاس بزرگ و قابلیت اشتعال مواد را بررسی کنند.
شیوه‌ی گسترش آتش در آزمایش سفیر
Credit: NASA
به گفته‌ی فرکول، جدای از تمرکز بر ایمنی آتش‌سوزی، سفیر و سوفی اشتراکات کمی دارند. آزمایش‌های سفیر از نمونه‌های بزرگ به طول نزدیک به ۱۰۰ سانتی‌متر استفاده کردند که به دلیل حضور نداشتن خدمه در فضاپایما ممکن شده است. برخلاف سوفی پنج آزمایش سفیر به‌طور مستقل انجام شد و نمونه‌های اشتعال را در یک سری مراحل از پیش تعیین‌شده سوزاند. به دلیل محدودیت‌های ارتباطی، ویدیوی آن فقط پس از تکمیل آزمایش‌ها قابل دریافت بود و بدین ترتیب هر گونه تغییر شرایط و تنظیمات در زمان واقعی، غیرممکن بود.
برخی آزمایش‌های دیگر سوار بر سیگنوس شامل آزمایش پیری پوست از سوی «کولگیت» (Colgate)، آزمایش تومور سه‌بعدی «میکروکوئین» (MicroQuin) برای بررسی اثرات یک دارو روی سلول‌های سرطان سینه و پروستات و همچنین آزمایش OGA H2 Sensor Demo برای بررسی حسگرهای جدید سیستم تولید اکسیژن ایستگاه فضایِی خواهند بود.
آزمایش Space As-Lib برای بررسی یک باتری لیتیوم-یونی با عملکرد ایمن و پایدار در دمای شدید و محیط خلاء توسط آژانس کاوش‌های هوافضای ژاپن و همچنین آزمایش eXposed Root On-Orbit Test System از سوی «سیرا نوادا» (Sierra Nevada) برای بررسی رشد گیاه در سیستم‌های مبتنی بر آب و مبتنی بر هوا به جای خاک هم دیگر آزمایش‌های این پرتاب هستند.
سیگنوس با مجموعه‌ای از ۴۰ تحقیق از سراسر جهان راهی ایستگاه فضایی بین‌المللی خواهد شد که در مجموع ۹۰۰ کیلوگرم را شامل می‌شوند و انتظار می‌رود ۲۴۸ ساعت زمان تحقیقاتی برای خدمه در پی داشته باشند و بدین ترتیب NG-17 یک بهار بسیار شلوغ و هیجان‌انگیز را برای ایستگاه فضایی رقم خواهد زد.
عکس کاور: نحوه‌ی ایجاد شعله‌ی آتش در ریزگرانش
Credit: NASA
منبع: Space
