科学家研究防止飞船失火装置

【英国《新科学家》周刊２月４日一期文章】题：休斯敦，我们的飞船起火了！
去年１１月份，美国国家航空和航天局首次承认，自１９８１年航天飞机开始遨游太空以来，航天飞机上已发生５起“起火”事件。它说，这些火是由电器装置短路或电子元件过热引起的。对航天器的设计者来说，火灾发生的可能性越来越令人担心。在太空中起火的令人担心之处是，火可能会在人们不知不觉中燃烧一段时间，而且即使察觉出烟雾，要找出火源也将是困难的。
地面起火和太空起火的燃烧方式不同是由重力的差别造成的。太空飞船及其内部物体在轨道中处于几乎是零重力状态，因此对流的气体无法流动，扩散的热气能够形成球面。燃烧的物体依靠空气扩散来提供氧气，带走氧化物产物，因此通常能够缓慢但充分地燃烧，即使产生碳粒的话，也是很少的一点。这意味着火焰几乎是无色的，仅仅有由于火焰中的化学反应而产生的一点淡蓝色光。由于没有空气对流，热能只能通过空气中很少的辐射和传导来传播分散。
在太空中检查和发现火情绝不是一项容易的任务。问题的一部分在于缺少火在零重力状态下怎样燃烧的第一手数据。国家航空和航天局的宇航员只在太空中进行了１０次涉及有目的地在飞船中点火的实验。
然而，这些实验表明，没有任何一种检测器能够识别所有材料中的火情。欧洲航天局火灾研究站的物理学家马丁·希普认为，未来的检测系统也将需要热和光的传感器，而且可能需要一种以上的传感器才能检测出烟雾。
确定一套合适的检测器只是解决问题的一半，找到放置它们的合适位置也同样重要。在哥伦比亚号等航天飞机的现行设计中，是把烟雾检测器装在空调系统中。这一检测系统只有当空气在整个飞船舱内迅速循环流动时才会起作用，任何空气不流动的部位都会妨碍火情被发现。
这些飞船上的起火事件都与电子设备有关，但是还存在着另外一个潜在危险，在太空中进行的一些实验涉及到易燃气体。伊利诺伊大学数学家戴维·洛津斯基已对这类情况建立数学模型，以确定与氧气混合的这种气体是如何在零重力状态下燃烧的。洛津斯基的模型可能将导致制造出一种防火系统，它监视飞船上的气体浓度，当浓度达到易燃浓度上限时就向机组人员报警。
然而，有一个问题，那就是洛津斯基的模型只在微重力状态下起作用。在轨道中，重力的大小和方向一直在变化，尽管变化很小。这一效应可能引起小小的空气对流，而模型中却未考虑这一因素。
显然，对付在微重力状态下的起火要比科学家最初设想的更复杂。最早进行的实验表明，太空中起火的可能性和猛烈程度要比地球上小，目前这一代航天飞机就是照此设计的。科学家们现在已经知道这是不正确的，但未来航天飞机的设计师尚未将此考虑进去。