太空消防:NASA的太空消防试验

就在今天(10月17日)早上的7时30分,中国将会发射神舟十一号载人飞船。航天员景海鹏参加过神舟七号、神舟九号载人飞行任务,担任此次的指令长;航天员陈冬则是首次参加载人飞行。又是一枚擎天撼地的“神箭”将出霄汉,又是两位中华儿女上九天!相信很多人听到这个消息,反应都会和小编差不多:“什么!都十一号了?”,“厉害了我的祖国!”

“神舟十一号的特点是,飞得更高,实验更多,时间更长。”神舟十一号飞船由航天科技集团五院抓总研制。飞船的制导、导航与控制分系统,简称GNC分系统,承担着飞船从起飞到返回的全部运动控制任务。神舟十一号飞船GNC分系统指挥罗谷清告诉记者,神舟十一号是中国载人航天工程三步走中从第二步到第三步的一个过渡,需要为建造载人空间站做好准备,因此具备了这三个与哥哥们不同的特点。

  飞得更高,是因为未来的载人空间站轨道位置比较高。过去,神舟十号与天宫一号对接时,轨道高度是343公里。而神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是393公里,比过去高了50公里。这与未来空间站的轨道高度基本相同,飞行也更加接近未来空间站要求。飞得更高对飞船的要求也更多,这意味着交会对接时飞船的控制与神舟十号不一样,还需要连续变轨。

  实验更多,是因为这次飞行要进一步考核神舟飞船作为人员物资天地往返运输工具的性能。任务期间神舟十一号要进行4项在轨试验项目:宽波束中继在轨验证试验、变轨控制验证试验、帆板任意偏置角跟踪太阳功能验证试验和微生物控制试验。通过这些试验进一步验证飞船设计功能,获取和积累载人环境相关的飞行试验数据。

  时间更长,是因为此次任务中,航天员需完成组合体30天中期驻留任务,比神十的15天翻了一倍。在这一个月中,要保障航天员的生活健康,也要保证航天员执行飞行任务的能力,飞船在驻留、应急、返回方面的保障能力就比过去增强了。

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NASA于今年进行的太空微重力燃烧实验,重点研究太空中的消防问题。

视频名称: Space Station Live: Studying Fire In Space (FLEX-2)

总长:05:06

从2009年3月以来,美国航太总署的火焰熄灭实验装置(FLEX)已经完成超过200项实验,以研究火焰在微重力环境下的行为,目前科学家们对这一课题还知之甚少。这一研究的成果将帮助在未来太空飞船上安装更加有效的灭火系统,并且也将可能帮助改善地球上目前使用的消防灭火系统。
 
    在一份声明中。美国加州大学圣迭戈分校的福尔曼·威廉姆斯表示:我们希望能加深对液滴燃烧的理解,提升飞船用火安全并帮助改善地面上燃料使用的效率。这些实验中取得的资料将被用来验证数字模型中对不同环境下液滴燃烧的类比结果。

在太空环境下,火的表现与地面完全不同。当火焰在地面环境燃烧时,高温使空气受热上升,周围的空气流动补充,并将燃烧的产物带离火焰附近。而在微重力环境下,热空气不会上升。此时一种完全不同的,被称作分子扩散的机制控制着整个燃烧过程。

美国航太总署格林研究中心FLEX专案科学家丹·德雷蒂奇表示:在太空中,分子扩散控制著对燃烧供氧的机制,在这一过程中燃烧产物离开火焰的效率要比地面环境下相应的过程低100倍。在太空中,火焰还可以在比低地球环境下氧气含量低得多,温度也低得多的情况下燃烧。因此用于在太空环境下灭火的材料必须更加浓缩。

为了研究太空环境下火焰的行为,FLEX专案研究人员在国际空间站上的特殊装置内点燃一小滴庚烷。随著液滴燃烧,一团圆形的火焰吞噬了液滴,而一旁的相机则记录下整个过程。到目前为止,研究人员已经观察到了一些他们此前未曾预料到的情景。

威廉姆斯表示:到目前为止,我们观察到的最出乎意料的现象是,在某些情形下,当火焰被扑灭时,庚烷液滴似乎还在继续燃烧,尽管已经看不到火焰。威廉姆斯预计在未来的实验中他们还将会观察到更多有趣的现象。他说:关于火焰燃烧,还有很多目前所不了解的东西正等待著在未来更多的科学实验中被揭示出来。

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