De vurige conclusie van NASA's Saffire-experiment opent nieuwe mogelijkheden

Een reeks experimenten onder leiding van SAFIR NASAGlenn's Glenn Research Center heeft zijn laatste missie, Saffire-VI, afgerond. Ik heb onderzoek gedaan naar het gedrag van branden in de ruimte om de veiligheid en het ontwerp van toekomstige ruimtevaartuigen te verbeteren. De experimenten leverden waardevolle gegevens op voor een veiliger verkenning van de diepe ruimte.

NASA heeft onlangs de laatste missie van het Spacecraft Fire Safety Experiment, oftewel Saffire, afgerond, waarmee een einde kwam aan een acht jaar durende reeks onderzoeken die inzicht verschaften in het gedrag van branden in de ruimte.

Het laatste experiment, Saffire-VI, is gelanceerd Internationaal Ruimtestation in augustus 2023 en zijn missie eindigde op 9 januari, toen het Northrop Grumman Cygnus-ruimtevaartuig waarmee het veilig vloog, opbrandde tijdens zijn geplande terugkeer in de atmosfeer van de aarde.

Dr. David Urban, hoofdonderzoeker, en Dr. Gary Ruff, projectmanager bij het NASA Glenn Research Center in Cleveland, hebben het Saffire-project sinds de eerste start in 2016 geleid vanuit het noordoosten van Ohio. Gedurende de reeks experimenten hebben onderzoekers gegevens verzameld die aantonen dat NASA zal dit gebruiken om de missieveiligheid te verbeteren en ontwerpen te informeren over toekomstige ruimtevaartuigen en ruimtepakken.

Een monster stof brandt in een onbemand Cygnus-vrachtruimtevaartuig tijdens een eerder onderzoek naar het brandveiligheidsexperiment van het ruimtevaartuig, Saffire-IV. Krediet: NASA

‘Hoe groot is de brand voordat de situatie voor de bemanning erger wordt?’ zei Al-Hadary. “Dit soort werk wordt gedaan op elk ander bewoond bouwwerk hier op aarde – gebouwen, vliegtuigen, treinen, auto's, mijnen, onderzeeërs, schepen – maar we hebben dit onderzoek pas op ruimtevaartuigen gedaan tot Sapphire.”

Net als eerdere Saffire-experimenten werd Saffire-VI uitgevoerd in een module van een onbemand Cygnus-ruimtevaartuig dat het ruimtestation al had verlaten, waardoor de veiligheid van het in een baan om de aarde draaiende laboratorium en een meer representatieve vliegomgeving werd gewaarborgd. Deze laatste versie van het experiment was echter uniek vanwege de hoge zuurstofconcentratie en lage druk die in de testmodule werden gegenereerd om de omstandigheden in bemande ruimtevaartuigen te simuleren.

NASA startte de laatste reeks ruimtevuurexperimenten voor Saffire-VI in het Cygnus-vrachtruimtevaartuig van Northrop Grumman aan het einde van de NG-19-bevoorradingsmissie naar het internationale ruimtestation. Saffire, of het Spacecraft Fire Safety Experiment, was een serie van zes onderzoeken die inzicht gaven in hoe branden groeien en zich verspreiden in de ruimte. Dit onderzoek is bijzonder belangrijk omdat het toekomstige ontwerpen van ruimtevaartuigen naar de maan zal informeren Mars. Krediet: NASA

Tijdens het 19e Saffire-VI-experiment hebben het NASA-team en zijn tegenhangers bij Northrop Grumman verschillende aanpassingen aan de atmosferische omstandigheden aangebracht. Vervolgens staken ze vlammen aan op materialen zoals plexiglas, katoen, Nomex en harde ontvlambaarheidsgrenzen in stoffen met lage snelheid. Een met kralen omzoomde draad in de eenheid deed de materialen ontsteken.

“De Saffire-stroomeenheid is een windtunnel. We dwingen er lucht doorheen”, zei Ruff. “Zodra de testomstandigheden zijn ingesteld, laten we een elektrische stroom door een dunne draad lopen en het materiaal ontbrandt.”

Met camera's binnenin kon het team de vlammen in de gaten houden, terwijl externe sensoren buiten de Saffire-stroommodule gegevens verzamelden over wat er gebeurde op de Cygnus-rover. Beelden en informatie worden in realtime verzameld voordat ze naar de aarde worden teruggestuurd, zodat wetenschappers ze kunnen analyseren.

“Ik heb de snelheid van de warmteafgifte en de snelheid van de uitstoot van verbrandingsproducten,” zei Ruff. “Je kunt ze gebruiken als modelinput en voorspellen wat er in de auto zal gebeuren.”

In het komende decennium van verkennings- en wetenschappelijke missies zullen astronauten diep de ruimte in vliegen naar nog te verkennen locaties. Hoewel de Sapphire-experimenten zijn beëindigd, heeft NASA waardevolle lessen geleerd en bergen gegevens verzameld over brandgedrag die het agentschap zullen helpen veiliger ruimtevaartuigen te ontwerpen en zijn ambitieuze toekomstige missies te volbrengen.