NASA pide desarrollar mejores detectores de humo para naves espaciales
Científicos de la NASA mostraron que ningún detector de humo se ajusta a todos los tipos de humo en una nave espacial en un artículo publicado en Fire Safety Journal, lo que ofrece más evidencia para el futuro diseño a prueba de fuego de laboratorios espaciales.
Desde 2002, la agencia espacial ha trabajado con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y ha estudiado a fondo el comportamiento del humo en microgravedad en un intento por desarrollar métodos rápidos, sensibles y confiables para detectar el humo durante los vuelos espaciales.
Los investigadores describieron la forma en la que observaron las partículas de humo de cinco materiales utilizados normalmente a bordo de naves espaciales tripulados, definieron sus características y evaluaron qué tan bien podrían ser detectados por dos sistemas tradicionales.
Los investigadores recomendaron que "la próxima generación de detectores de humo de las naves espaciales sea mejorada y probada con humo de materiales espaciales pertinentes" porque no todas las partículas son detectadas de forma uniforme.
En la microgravedad no hay flotabilidad, de modo que las llamas tienen forma esférica y el humo a menudo se agrupa en partículas grandes o largas cadenas que se propagan en todas direcciones.
Por consiguiente, los detectores de humo de la Estación Espacial Internacional y otras naves espaciales modernas son colocados en el sistema de ventilación en lugar de la pared de los compartimentos.
Además, los materiales a bordo de la nave espacial que podrían convertirse en combustible para un incendio no son los mismos potenciales combustibles de los ambientes terrestres.
Esto significa que el humo generado por un incendio en microgravedad también puede tener distintas propiedades dependiendo de la fuente y se deben considerar esos rasgos al diseñar detectores de humo eficaces para vehículos tripulados.
UN DETECTOR NO SE AJUSTA A TODOS LOS CASOS
Los investigadores realizaron un experimento a bordo de la Estación Espacial Internacional para investigar las partículas de humo producidas por la celulosa, en forma de una mecha de lámpara de algodón; Kapton, un polímero utilizado para aislamiento térmico; goma de silicona, utilizada en juntas; teflón, utilizado en cables aislantes; y Pyrell, espuma de poliuretano utilizada para empacar artículos para sobrevivir a las fuerzas de lanzamiento y reingreso.
Las muestras, envueltas en filamentos de alambre, fueron embarcadas por un astronauta de la Estación Espacial Internacional en un carrusel giratorio cerrado dentro de una de las guanteras de la estación.
Después, un software aplicó corriente eléctrica a los cables para calentar los materiales y producir humo. El humo fue "envejecido" en una cámara para simular el tiempo que tardaría en producirse un incendio en un escenario real.
La evaluación del desempeño del actual detector de humo de la Estación Espacial Internacional tuvo un resultado un poco perturbador.
"Las grandes partículas de humo producidas por sobrecalentamiento de las muestras de celulosa, silicona y Pyrell fueron fácilmente recogidas por el detecto fotoeléctrico de dispersión lumínica de la Estación Espacial Internacional", dijo Marit Meyer, ingeniera aeronáutica del Centro de Investigación Glenn de la NASA y autora principal del artículo.
"Sin embargo, con frecuencia no detectó las partículas de humo más pequeñas del teflón y el Kapton, lo que genera gran preocupación porque ambos materiales son ampliamente utilizados en la electrónica, la más probable fuente de incendios y humo en el espacio", añadió.
"Considerando la amplia gama de materiales y condiciones de calor posibles en un incendio espacial, así como las complicaciones de aerosoles de fondo en el entorno de la cabina como el polvo, concluimos que no existe un solo detector de humo lo suficiente sensible para detectar todos los posibles tamaños de partículas de humo", dijo.
Ayudar a ofrecer tal conocimiento es el objetivo del próximo nivel del estudio de la NASA sobre incendios, el Experimento de Incendios en Naves Espaciales (Saffire).
Durante las tres pruebas realizadas en 2016 y 2017, vehículos de carga no tripulados de la Estación Espacial Internacional fueron convertidos al final de sus misiones en laboratorios de incendios en órbita, junto con sensores, detectores, cámaras y otros dispositivos sofisticados.
Otres tres incendios de Saffire están previstos para 2019 y 2020, los cuales incluirán medición de partículas de humo.