Yakın gelecekteki insanlı görevlerin karşılaştığı en büyük zorluklardan biri, hatta belki de en büyüğü: Ateş.
NASA'nın Glenn Araştırma Merkezi, Johnson Uzay Merkezi ve Case Western Reserve Üniversitesi'nden araştırmacıların yayımladığı yeni bir makale, Ay yüzeyinde malzemelerin yanıcılığını test etmek üzere planlanan bir görevi detaylandırıyor. Bu test, Ay'da ateşin Dünya'dan çok farklı davranmasını beklenen bir ortamda gerçekleştirilecek.
Dünya'da yerçekimi, sıcak gazların yükselmesine neden olarak alevin tabanına taze ve serin oksijen çeker. Yanıcı özelliği az olan bazı durumlarda bu, ateşi söndüren 'üfleme' fenomeni denilen bir duruma yol açabilir.
Ay'da ise bu akış mevcuttur ancak çok daha yavaştır. Bu durum, oksijenin alevlere sürekli olarak beslenmesine olanak tanırken, üfleme koşulunu oluşturacak kadar hızlı buhar hareketi yaratmaz.
Başka bir deyişle, Dünya'da tam olarak yanıcı olmayabilecek malzemeler, Ay'da çok uzun süre yanabilir.
Gelecekteki Ay kaşifleri, bariz nedenlerle kendi yaşam alanlarında kontrolsüz bir yangın istemeyecektir. Bu nedenle, Ay yüzeyinde kalıcı insan varlığı için belirlenen yaklaşan tarih öncesinde, yangınları nasıl önleyeceğimizi erkenden anlamak önemlidir.
On yıllardır, uçuşlar için malzeme yanıcılığını tarayan NASA-STD-6001B olarak bilinen bir NASA testine güveniyoruz. Ancak uzay, Dünya merkezli bir testin sunduğundan çok daha karmaşıktır.
Sorunu anlamak için öncelikle testin kendisini anlamak faydalı olacaktır.
NASA-STD-6001B, dikey olarak monte edilmiş bir malzemenin altına altı inçlik bir alev tutulmasını gerektirir. Malzeme alttan altı inçten fazla yanar veya yanan kalıntılar damlarsa, test başarısız olur. Kulağa makul gelse de, bir yakalama var: test Dünya'da yapılıyor.
Dünya'nın ortamında, konveksiyon akımlarına neden olan hareketli bir hava vardır. Ayrıca bir 'yukarı' ve 'aşağı' yönü bulunur, Uluslararası Uzay İstasyonu gibi ortamlarda ise bu yönelimler mevcut değildir.
Sonuç olarak, yerçekimsiz ortamlarda ateşler 'yukarı' doğru yönelmez; küresel alev kümeleri oluşturur ve yavaşça dışa doğru yayılır. Bu alevler neredeyse tamamen istasyonun havalandırma sistemleri tarafından beslenir.
Ancak havalandırma sistemini kapatmak sorunu çözmez. Elbette, hava hareketinin olmaması yangını yavaşlatabilir, ancak bu sadece bazı malzemelerin közlenmesine ve fanlar tekrar açıldığında yeniden alevlenmesini beklemesine neden olur.
En iyi çözüm, alevlerin fiziğini Uluslararası Uzay İstasyonu'nun kendisinde test etmektir. Araştırmacılar, bir dönem yanmanın nasıl çalıştığını incelemek için 1.500 küçük ateş yakmışlardır.
Ancak NASA, bariz nedenlerle zarar verecek kadar büyük yangınlardan kaçınmak isteyecektir; bu, tüm yaşam alanını açık bir aleve maruz bırakırdı.
Bunun yerine NASA, Uzay Aracı Yangın Güvenliği (Saffire) testine yönelmiştir. Bu deneyler, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan ayrıldıktan ve Dünya atmosferine girmeden önce yanıp yok olmadan önce, insansız bir Cygnus kargo kapsülünün içinde gerçekleştirilmiştir.
Bu testler sırasında araştırmacılar, pamuk/fiberglas, kumaş ve akrilik gibi büyük malzemeleri yakarak yerçekimsiz ortamda nasıl yandıklarını gözlemlemişlerdir.
Alevlerin bazen hava akışının tersi yönde yayıldığı ve daha ince malzemelerde daha sıcak yandığı bazı ilginç fiziksel olaylar gözlemlemişlerdir.
Saffire'den elde edilen veriler, NASA standardı ile uzaydaki yangınların gerçekliği arasındaki tutarsızlıkları ortaya koymak için yeterli olmuştur.
Böylece bir sonraki en iyi seçeneğe yöneldiler: düşürme testleri. Ancak bir düşürme kulesinden (5 saniye ağırlıksızlık) veya hatta parabolik uçuşlardan (25 saniye ağırlıksızlık) salındığında alevlerin nasıl tepki verdiğini izlemek, uzun vadeli hasarı incelemek için yeterli değildir.
İşte 'Ay'da Malzemelerin Yanıcılığı' (FM2) deneyi devreye giriyor. Ay'daki daha düşük yerçekimi, alev dinamiklerini incelemek için daha da ilginç bir yerdir.
FM2, Ticari Ay Yükü Hizmetleri (CLPS) göreviyle Ay yüzeyine fırlatılarak bu çalışmaya katkıda bulunacaktır.
Orada, kendi kendine yeten bir bölme, uzun süreli Ay yerçekiminde dört katı yakıt numunesini yakacaktır. Bu, şu anda başka hiçbir yerde yeniden yaratılamaz bir durumdur. Bölme, alevi ve atmosferini gerçek zamanlı olarak izlemek için kameralar, radyometreler ve oksijen sensörleri ile donatılacaktır.
Bu deney, kısmi yerçekimindeki teorik alev davranışı ile önceki çalışmalardan elde edilen 1G ve sıfır yerçekimindeki gözlemlenen davranış arasındaki ilk köprüyü sağlayacaktır.
Önemlisi, düşürme testleri ve parabolik uçuşların sağladığı saniyelik verilerin aksine, dakikalarca sürecek veriler elde edilecektir.
NASA'nın standardını güncelleyip güncellemeyeceği henüz belli değil; alev testi için kendi kendine yeten bir kapsülü Ay'a göndermek maliyetli olabilir.
Ancak gerçek ortamdan alınan gerçek verilerin yerini hiçbir şey tutamaz ve FM2, güneş sistemindeki bir sonraki büyük karakolumuzdan elde edilen alev davranışına dair ilk verileri sağlayacaktır.
Hem bilim insanları hem de bilim kurgu yazarları sonuçları yakından takip edeceklerdir.
