宇航员在太空飞行期间面临多种风险，例如微重力和辐射暴露。微重力会降低骨密度，而辐射暴露是一种致癌物。然而，这些都是慢性影响。
对宇航员来说，最大的风险是火灾，因为在长期任务中，逃生会很困难或低地球轨道以外的其他地方。科学家正在研究火灾在航天器上的行为方式，以便保护宇航员。
不来梅大学应用空间技术与微重力中心 (ZARM) 的科学家正在研究航天器上发生火灾的风险。
他们在《燃烧研究所会刊》上发表了一项新研究，题为“氧气浓度、压力和对流速度对火焰沿薄 PMMA 板蔓延的影响。“ 主要作者是 Hans-Christoph Ries。
“航天器上发生火灾是太空任务中最危险的情况之一，”ZARM 燃烧技术研究小组负责人弗洛里安·迈耶博士说。
“几乎没有任何办法可以到达安全的地方或逃离航天器。因此，了解这些特殊条件下火灾的行为至关重要。”
自 2016 年以来，ZARM 一直在研究火灾在国际空间站等微重力条件下的行为和蔓延方式。
这些条件还包括与地球相似的氧气水平、强制空气循环和与地球相似的环境压力。NASA 已经进行类似的实验现在我们知道火在微重力条件下的行为与在地球上不同。
最初，火势会比较小，需要较长时间才能蔓延。这对火灾有利，因为火灾不会很快被发现。
在微重力环境下，火势也会变得更猛烈，这意味着一些在正常地球条件下可能无法燃烧的物质可能会在航天器中燃烧，从而在航天器的空气中产生有毒化学物质。
用于火星任务的航天器将面临与国际空间站不同的环境。环境气压会较低，这有两个好处：它使航天器更轻，也使宇航员能够更快地为外部任务做好准备。
然而，较低的环境压力也给航天器环境带来了另一个重大变化。氧气含量必须更高才能满足宇航员的呼吸需求。
在这些最新的测试中，ZARM 团队在这些修改后的条件下进行了火力测试。
PMMA 代表聚甲基丙烯酸甲酯，通常称为丙烯酸。它是一种常用的材料，用于代替玻璃，因为它重量轻且防碎。国际空间站不使用它，但它正在开发用于未来的航天器。猎户座太空舱使用与其他材料融合的丙烯酸作为窗户，未来的航天器可能会使用类似的东西。
在实验中，研究人员点燃了丙烯酸玻璃箔，并改变了三个环境因素：环境压力、氧气含量和流速。
他们使用了不来梅跳楼机模拟微重力。
实验表明，较低的环境压力可以抑制火势。然而，较高的氧气含量会产生更强的效果。国际空间站的氧气含量为 21%，与地球一样。
未来环境压力较低的航天器氧气含量将高达 35%。这意味着宇航员面临的火灾风险将大大增加。研究结果显示，火灾蔓延速度比地球条件下快三倍。
“我们的研究结果强调了在制定航天任务消防安全协议时需要考虑的关键因素。” ZARM 燃烧技术研究小组的 Florian Meyer 博士
我们都知道，气流增加会使火势蔓延得更快；这就是为什么我们吹小火苗就能让火势更大。气流增加会带来更多氧气，从而增加燃烧，因此在氧气含量更高的大气中，气流增加会给宇航员带来危险。
“我们的研究结果强调了制定航天任务消防安全协议时需要考虑的关键因素，”弗洛里安·迈耶博士说。
“通过了解火焰在不同大气条件下如何蔓延，我们可以降低火灾风险并提高船员的安全性。”
