以火攻火：新的空間站實驗研究太空中的火焰

由於更加成熟研究和標準的規範：在過去的幾十年裡，禁止了衣服、床和傢俱中高度易燃的材料，這使得美國人現在在家裡比幾十年前更有安全感。 在選擇宇航服和航太器的材料時， NASA 依靠類似的研究和標準來保護宇航員。

但是火在太空中的表現不同。 重力和氣流的變化會改變它的傳播方式，使其更難熄滅。 那麼，工程師們該如何為只有12人到達過的月球或甚至沒有人去過的火星設計安全的防火住宅呢？ 他們如何在這些鮮為人知的環境中研究可燃性？

固體燃料點火和熄滅（SoFIE）專案是一系列實驗，在諾斯羅普·格魯曼公司（Northrop Grumman）在國際空間站的第17次貨物補給任務中發射，這可以進一步為瞭解太空火災指明道路。 SoFIE 將在空間站的燃燒集成機架中運行，該機架具有一個可以安全燃燒的實驗室。

NASA 宇航員和第66次考察的飛行工程師湯瑪斯·馬什本（ Thomas Marshburn ）在配置燃燒集成機架開始進行SoFIE操作。

「隨著 NASA 計劃在月球和火星等其他行星上建立前哨站，我們需要以最小的風險生活在那裡，」 NASA 克利夫蘭葛籣研究中心（ Glenn Research Center ）的 SoFIE 專案科學家保羅·弗庫爾（ Paul Ferkul ）說。「瞭解火焰如何蔓延以及材料如何在不同環境中的燃燒，對於未來宇航員的安全至關重要。」

SoFIE 將説明 NASA 選擇宇航服、機艙和棲息地的材料和設計。 這些實驗還將説明 NASA 確定在太空中撲滅火災或悶燒材料的最佳方法，因為它準備走得更遠，停留更長時間。

「在地球上，重力對火焰有巨大的影響，但在空間重力降低的情況下，火災的行為可能出乎意料，可能更危險」弗庫爾（ Ferkul ）說。

空間站獨特的微重力環境使得科學家們能夠研究火焰的真實本質，這些火焰被不受重力影響並且未被改變。 由此產生的數據，永遠無法在地球上收集，將其應用於數學模型，預測這些材料將如何在月球、火星、或其他環境燃燒。

「SoFIE 建立在 NASA之前的可燃性研究的基礎上，」葛籣（ Glenn ）的項目經理勞倫 · 布朗（ Lauren Brown ）說。「像研究其他火焰一樣，這項研究將研究物體如何在太空中點燃、燃燒和熄滅。 它將為在近地軌道之外繼續進行的載人航天飛行奠定基礎。」”

SoFIE 由五項研究組成，研究有機玻璃、棉基織物和其他常用航太材料的可燃性。

為了演示火焰在太空中的增長、衰減和熄滅，幾年前，一項名為燃燒和抑制固體（ BASS ）的初步測試在空間站上燃燒了一種合成樹脂。 上面一行表示火焰在增長，而下面一行表示它正在熄滅。

五個實驗

• 對於停留時間驅動的火焰蔓延將利用薄的航太材料來研究穩定和不穩定的火焰蔓延。 改變測試材料的厚度有助於科學家瞭解火災何時會增長或熄滅。
• 窄通道裝置將測量在厚而平坦的表面上蔓延的火焰，並將結果與地球上用於測試航太材料的可燃性的裝置的結果進行比較。
• 增長和熄滅的極限將集中用於固體球體表面上的火焰增長和衰減。 這將提高對內部厚而圓的材料如何加熱以及球體周圍的氣流如何影響火焰傳播的理解。
• 材料點火和抑制測試由小型燃燒風洞、圓柱形材料樣品、輻射加熱器、點火器和配套儀錶組成。
• 航太器材料可燃性微重力研究將把地球重力可燃性測試數據與通風微重力條件下的數據相關聯。

雖然 SoFIE 的目的是研究航太器的消防安全，但實驗數據可以説明改善地球上的消防安全。 這些數據將增加現有的知識體系，可以改進篩查測試，以評估家庭、辦公室、飛機或其他場景的防火材料。
NASA 計劃在2025年11月之前運營SoFIE，並可能接受在此期間進行更多關於實驗的提議。
NASA 科學任務理事會（ Science Mission Directorate ）的生物和物理科學部門為 SoFIE 和相關調查提供資金。

國際空間站上美國宇航局正在進行的液滴燃燒實驗中拍攝的彩色照片，展示呈現圓形的火焰