Fogo extraterrestre, o temido inimigo das missões espaciais

Os astronautas enfrentam múltiplos riscos durante o voo espacial, como a microgravidade e a exposição à radiação. A microgravidade pode diminuir a densidade óssea e a exposição à radiação é um agente cancerígeno. No entanto, estes são efeitos crónicos. O fogo é o inimigo mais temido!

Fogo extraterrestre é o maior inimigo dos astronautas

O maior risco para os astronautas é o fogo, uma vez que seria difícil escapar numa longa missão a Marte ou a qualquer outro lugar para além da órbita terrestre baixa. Os cientistas estão a investigar o comportamento do fogo nas naves espaciais para proteger os astronautas.

Cientistas do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM) da Universidade de Bremen estão a investigar os riscos de incêndio a bordo de naves espaciais.

Publicaram um novo estudo nos Proceedings of the Combustion Institute intitulado "Efeito da concentração de oxigénio, pressão e velocidade de fluxo oposta na propagação da chama ao longo de folhas finas de PMMA". O autor principal é Hans-Christoph Ries.

Um incêndio a bordo de uma nave espacial é um dos cenários mais perigosos nas missões espaciais. Quase não existem opções para chegar a um local seguro ou escapar de uma nave espacial. Por conseguinte, é crucial compreender o comportamento dos incêndios nestas condições especiais.

Afirmou o Dr. Florian Meyer, diretor do grupo de investigação de Tecnologia de Combustão da ZARM.

Desde 2016, a ZARM tem estado a investigar o comportamento e a propagação do fogo em condições de microgravidade como as da ISS.

Estas condições também incluem um nível de oxigénio semelhante ao da Terra, circulação de ar forçada e pressão ambiente semelhante à da Terra. A NASA tem vindo a realizar experiências semelhantes e agora sabemos que o fogo se comporta de forma diferente em microgravidade do que na Terra.

Microgravidade intensifica o fogo

Inicialmente, o fogo arde com uma chama mais pequena e demora mais tempo a propagar-se. Este facto é vantajoso para o fogo, uma vez que não será notado tão rapidamente.

O fogo também arde mais quente em microgravidade, o que significa que alguns materiais que podem não ser combustíveis em condições normais na Terra podem arder em naves espaciais, criando químicos tóxicos no ar da nave.

As naves espaciais para missões a Marte terão ambientes diferentes dos da ISS. A pressão do ar ambiente será mais baixa, o que traz dois benefícios: torna a nave mais leve e permite aos astronautas prepararem-se mais rapidamente para as missões externas.

No entanto, a pressão ambiente mais baixa introduz outra alteração crítica no ambiente da nave espacial. O teor de oxigénio tem de ser mais elevado para satisfazer as necessidades respiratórias dos astronautas.

Nestes últimos testes, a equipa da ZARM testou o fogo nestas condições revistas.

PMMA significa polimetilmetacrilato e é normalmente designado por acrílico. É um material comum utilizado em vez de vidro porque é leve e inquebrável. A ISS não o utiliza, mas está a ser desenvolvido para ser utilizado em futuras naves espaciais. A cápsula Orion utiliza acrílico fundido com outros materiais para as janelas, e as futuras naves espaciais irão provavelmente utilizar algo semelhante.

Nas suas experiências, os investigadores incendiaram folhas de vidro acrílico e variaram três fatores ambientais: pressão ambiente, teor de oxigénio e velocidade de fluxo.

Utilizaram a Torre de Queda de Bremen para simular a microgravidade.

As experiências mostraram que uma pressão ambiente mais baixa atenua o fogo. No entanto, um teor de oxigénio mais elevado tem um efeito mais poderoso. O nível de oxigénio na ISS é de 21%, tal como na Terra.

As futuras naves espaciais com pressões ambientes mais baixas terão níveis de oxigénio até 35%. Isto traduz-se num enorme aumento do risco de incêndio para os astronautas. Os resultados mostram que um incêndio pode alastrar-se três vezes mais depressa do que nas condições terrestres.

Todos sabemos que o aumento do fluxo de ar espalha o fogo mais rapidamente; é por isso que sopramos numa pequena chama para criar um fogo maior. O aumento do fluxo de ar fornece mais oxigénio, aumentando a combustão, pelo que o aumento do fluxo de ar numa atmosfera com maior teor de oxigénio cria uma situação perigosa para os astronautas.