Les astronautes sont confrontés à de multiples risques lors des vols spatiaux, tels que la microgravité et l’exposition aux radiations. La microgravité peut réduire la densité osseuse et l’exposition aux radiations est un agent cancérigène. Cependant, ce sont des effets chroniques. Le feu est l’ennemi le plus redouté!
Le feu extraterrestre est le plus grand ennemi des astronautes
Le plus grand risque pour les astronautes est le feu, car il serait difficile de s’échapper lors d’une longue mission sur Mars ou tout autre endroit au-delà de l’orbite basse de la Terre. Les scientifiques étudient le comportement du feu dans les vaisseaux spatiaux pour protéger les astronautes.
Les scientifiques du Centre de technologie spatiale appliquée et de microgravité (ZARM) de l’Université de Brême étudient les risques d’incendie à bord des vaisseaux spatiaux.
Ils ont publié une nouvelle étude dans les Comptes rendus de l’Institut de combustion intitulée « Effet de la concentration en oxygène, de la pression et de la vitesse de flux opposée sur la propagation de la flamme le long de feuilles minces de PMMA ». L’auteur principal est Hans-Christoph Ries.
Un incendie à bord d’un vaisseau spatial est l’un des scénarios les plus dangereux lors des missions spatiales. Il y a presque aucune option pour atteindre un endroit sûr ou s’échapper d’un vaisseau spatial. Par conséquent, il est crucial de comprendre le comportement du feu dans ces conditions spéciales.
A déclaré le Dr. Florian Meyer, directeur du groupe de recherche en technologie de combustion du ZARM.
Depuis 2016, le ZARM étudie le comportement et la propagation du feu dans des conditions de microgravité telles que celles de l’ISS.
Ces conditions comprennent également un niveau d’oxygène similaire à celui de la Terre, une circulation forcée de l’air et une pression ambiante similaire à celle de la Terre. La NASA a mené des expériences similaires et nous savons maintenant que le feu se comporte différemment en microgravité que sur Terre.
La microgravité intensifie le feu
Initialement, le feu brûle avec une flamme plus petite et met plus de temps à se propager. C’est avantageux pour le feu car il ne sera pas remarqué aussi rapidement.
Le feu brûle également plus chaud en microgravité, ce qui signifie que certains matériaux qui ne seraient pas combustibles dans des conditions normales sur Terre peuvent brûler dans les vaisseaux spatiaux, créant des produits chimiques toxiques dans l’air du vaisseau.
Les vaisseaux spatiaux pour les missions sur Mars auront des environnements différents de ceux de l’ISS. La pression de l’air ambiant sera plus basse, ce qui apporte deux avantages : cela rend le vaisseau plus léger et permet aux astronautes de se préparer plus rapidement aux sorties.
Cependant, une pression ambiante plus basse introduit un autre changement critique dans l’environnement du vaisseau spatial. Le taux d’oxygène doit être plus élevé pour répondre aux besoins respiratoires des astronautes.
Lors de ces derniers tests, l’équipe de ZARM a testé le feu dans ces conditions révisées.
PMMA signifie polyméthacrylate de méthyle et est communément appelé acrylique. C’est un matériau courant utilisé à la place du verre car il est léger et incassable. L’ISS ne l’utilise pas, mais il est en cours de développement pour être utilisé dans les futurs vaisseaux spatiaux. La capsule Orion utilise de l’acrylique fondu avec d’autres matériaux pour les fenêtres et les futurs vaisseaux spatiaux utiliseront probablement quelque chose de similaire.
Dans leurs expériences, les chercheurs ont allumé des feuilles d’acrylique et ont fait varier trois facteurs environnementaux : la pression ambiante, le taux d’oxygène et la vitesse de flux.
Ils ont utilisé la Tour de chute de Brême pour simuler la microgravité.
Les expériences ont montré qu’une pression ambiante plus basse atténue le feu. Cependant, un taux d’oxygène plus élevé a un effet plus puissant. Le niveau d’oxygène dans l’ISS est de 21 %, tout comme sur Terre.
Les futurs vaisseaux spatiaux avec des pressions ambiantes plus basses auront des niveaux d’oxygène allant jusqu’à 35 %. Cela se traduit par un énorme risque d’incendie pour les astronautes. Les résultats montrent qu’un incendie peut se propager trois fois plus vite que dans des conditions terrestres.
Nous savons tous que l’augmentation du flux d’air propage le feu plus rapidement; c’est pourquoi nous soufflons sur une petite flamme pour créer un feu plus grand. L’augmentation du flux d’air fournit plus d’oxygène, augmentant la combustion, de sorte que l’augmentation du flux d’air dans une atmosphère avec un taux d’oxygène plus élevé crée une situation dangereuse pour les astronautes.