NASA готовится провести первый в истории эксперимент с горением материалов на поверхности другого небесного тела. На конференции Lunar and Planetary Science Conference исследователи агентства представили краткий отчёт о миссии Flammability of Materials on the Moon (FM2), которая отправится к Луне в конце 2026 года и проверит поведение огня в условиях лунной гравитации.
Аппарат доставит на поверхность Луны герметичную автоматическую камеру сгорания, внутри которой будут подожжены четыре образца твёрдого топлива. Запуск пройдёт в рамках программы Commercial Lunar Payload Services на посадочном аппарате миссии CP-21.
Камера сгорания оснащена сенсорами высокого разрешения, радиометрами и датчиками кислорода, что позволит фиксировать характеристики пламени в режиме реального времени на протяжении длительного времени.
Поведение огня в космосе кардинально отличается от земного. На Земле небольшое пламя принимает каплевидную форму благодаря подъёму горячих газов и притоку более холодного и плотного воздуха снизу. В невесомости такого движения нет, и пламя приобретает почти идеальную сферическую форму, питаясь только от вентиляционных систем станции.
Лунная гравитация, составляющая примерно одну шестую от земной, представляет собой особенно опасную золотую середину. Конвективные потоки на Луне существуют, но движутся значительно медленнее, а это значит, что кислород продолжает поступать к огню, не создавая достаточно быстрого движения паров для самозатухания. Получается, что материалы, считающиеся слабогорючими на Земле, на Луне могут гореть долго и устойчиво.
Дополнительный риск создают атмосферы, запланированные для будущих лунных модулей и скафандров. FM2 будет имитировать две конкретные среды, актуальные для системы посадки людей и лунного ровера, – обычную смесь с 21% кислорода при давлении 14,7 psia и обогащённую среду с 34% кислорода при давлении 8,2 psia. Повышенная концентрация кислорода в сочетании с особенностями лунной гравитации заметно увеличивает риск возникновения пожара.
Сейчас NASA отбирает материалы для космических миссий по стандарту NASA-STD-6001B. Тест предполагает поднесение пламени к нижней части вертикально закреплённого образца материала, и если огонь распространяется выше 15 сантиметров или роняет горящие фрагменты, материал признаётся непригодным. Проблема в том, что испытание проводится в земных условиях с привычной конвекцией и понятиями "верха" и "низа".
До сих пор данные о горении в частичной гравитации учёные получали только в башнях свободного падения и параболических полётах, дававших считаные секунды наблюдений. FM2 впервые предоставит минуты непрерывных данных в реальной лунной среде. Эксперимент должен заполнить пробел между теоретическими моделями поведения пламени и наблюдениями при 1G и в невесомости на МКС.
Blue Origin впервые получила кислород из лунного грунта и готовит реактор к отправке на Луну
В перспективе инженеры рассчитывают проводить испытания материалов прямо на лунной поверхности, но это станет возможным только после установления постоянного присутствия человека на спутнике.
