يريد باحثو ناسا اختبار سلوك الحرائق على القمر قبل أن تعتمد عليه الطواقم

قد لا يشبه الأمان من الحرائق على القمر أي شيء على الأرض

لطالما كان الحريق من أكثر المخاطر إثارة للخوف في رحلات الفضاء المأهولة. وعلى القمر، قد يكون هذا الخطر أصعب في التنبؤ مما يريده مخططو المهمات. وتجادل ورقة جديدة من باحثين في مركز غلين للأبحاث التابع لناسا، ومركز جونسون الفضائي، وجامعة كيس ويسترن ريزيرف، بأن المواد التي تُعد آمنة وفق المعايير الأرضية قد تتصرف بشكل مختلف تمامًا على سطح القمر.

هذا القلق ليس افتراضيًا. فعلى مدى عقود، اعتمدت ناسا على اختبار يعرف باسم NASA-STD-6001B لفحص قابلية اشتعال المواد قبل الرحلات. ويقوم الإجراء القياسي على تطبيق لهب بطول ست بوصات على أسفل عينة مثبتة عموديًا. وإذا احترقت المادة لأكثر من ست بوصات إلى الأعلى أو أسقطت حطامًا مشتعلًا، فإنها تُرفض.

هذا الاختبار مفيد، لكنه قائم على ظروف الأرض. أما القمر فيقدم شيئًا مختلفًا تمامًا: جاذبية أقل، وديناميات موائع مختلفة، وبيئات تشغيلية قد لا يتصرف فيها تدفق الهواء بالطريقة المألوفة. وتقول الدراسة الجديدة إن هذه الفروق كبيرة بما يكفي لتبرير تجارب مخصصة للحرائق القمرية قبل أن تبدأ الطواقم بالاعتماد على الموائل والبدلات والمعدات بعيدًا عن الأرض.

لماذا يعد المعيار الحالي محدودًا

نقطة الضعف في اختبار قابلية الاشتعال القائم على الأرض ليست أنه سيئ التصميم، بل إن الحمل الحراري والاتجاه يعملان بشكل مختلف بعيدًا عن الأرض. هنا، يرتفع الهواء الساخن، ويدخل الأكسجين الجديد، وتمتد ألسنة اللهب بطرق يفهمها الناس بشكل حدسي. أما في انعدام الجاذبية الجزئي، فإن هذا الهيكل يتغير. وقد تتشكل ألسنة اللهب على هيئة كرات بطيئة الحركة بدلًا من الارتفاع إلى الأعلى.

ويشير النص الأصلي إلى أنه على محطة الفضاء الدولية لا تتجه النيران ببساطة إلى الأعلى، لأن مفهومي “الأعلى” و“الأسفل” لا يعملان بالطريقة نفسها. وبدلًا من ذلك، يمكن أن ينتشر الحريق إلى الخارج في كتل كروية ويعتمد بدرجة كبيرة على أنظمة التهوية لتدفق الأكسجين.

القمر ليس انعدام جاذبية جزئيًا، لكنه ليس الأرض أيضًا. وقد تنتج جاذبيته المنخفضة سلوك احتراق لا تلتقطه المعايير الحالية. وهذا يترك المهندسين أمام فجوة بين الافتراضات التي جرى اختبارها وظروف المهمة الفعلية.

ما الذي أظهرته اختبارات الحرائق السابقة في الفضاء

لم تتجاهل ناسا أبحاث الاحتراق في الفضاء. فقد أجرت الوكالة سابقًا تجارب Spacecraft Fire Safety، أو Saffire، داخل كبسولات الشحن سيغنوس غير المأهولة بعد انفصالها عن محطة الفضاء الدولية وقبل احتراقها في الغلاف الجوي للأرض. وأشعلت تلك التجارب صفائح كبيرة من مواد مثل مزيج القطن والألياف الزجاجية والقماش والأكريليك لدراسة انتشار النار في انعدام الجاذبية الجزئي.

ووجد الباحثون هناك فيزياء احتراق غير مألوفة أيضًا، مما عزز فكرة أن الحدس الأرضي لا يكفي. والتحدي هو أن إجراء اختبارات حريق أوسع في الموقع على متن محطة مأهولة ينطوي بطبيعته على خطر كبير. وقد أشعلت ناسا بالفعل العديد من النيران الصغيرة لدراسات احتراق مضبوطة، لكن اختبار حرائق أكبر ومؤذية عمدًا داخل مركبة مأهولة مسألة مختلفة.

وهذا أحد الأسباب التي تجعل القمر موقعًا جذابًا للبحث رغم الصعوبة التشغيلية الواضحة. فهو يوفر بيئة منخفضة الجاذبية يمكن من خلالها رصد سلوك النار من دون تعريض محطة مدارية مأهولة بشكل دائم لخطر مماثل.

الخطر الخفي للمواد التي تشتعل ببطء

أحد التفاصيل في التقرير مهم بشكل خاص: إيقاف التهوية وحده لا يعني بالضرورة زوال الخطر. فقد يؤدي انخفاض تدفق الهواء إلى إبطاء انتشار اللهب المرئي، لكن بعض المواد قد تظل تحت الاحتراق البطيء ثم تعاود الاشتعال عندما يعود تدفق الهواء. وهذا يعني أن الاستجابة للحريق لا تتعلق فقط بإطفاء اللهب المفتوح في اللحظة نفسها، بل أيضًا بمنع إعادة الاشتعال المتأخرة مع تغير الضوابط البيئية.

وفي المهمات القمرية، يعد هذا الاحتمال خطيرًا. فقد تمر الموائل والمركبات ومساحات العمل بحالات مختلفة من تدفق الهواء، وقد تتضمن إجراءات الطوارئ عزل المقصورات أو تغيير ظروف دعم الحياة. وإذا كان سلوك الاحتراق البطيء يختلف في جاذبية القمر، فإن مادة تبدو قابلة للإدارة في ظرف معين قد تبقى خطرة في ظرف آخر.

وهذا بالضبط النوع من المخاطر الذي قد يغفله الفحص القياسي القائم على النجاح أو الرسوب.

لماذا يعد القمر حالة خاصة

القمر قريب بما يكفي لجعل النشاط البشري المستمر ممكنًا، وبعيد بما يكفي لجعل أخطاء التصميم مكلفة. وستعتمد المهمات هناك على بيئات مغلقة ومواد متخصصة وأنظمة دعم حياة مضبوطة بإحكام. وأي حادث حريق غير مفهوم جيدًا في مثل هذا السياق سيكون طارئًا ذا عواقب كبيرة.

لذلك يريد الباحثون أكثر من النظرية. إنهم يريدون اختبارًا مباشرًا لقابلية الاشتعال على سطح القمر نفسه. والمنطق بسيط: إذا كان انتشار اللهب يتغير مع الجاذبية وتدفق الهواء، فيجب أن تستند بنية المهمات القمرية إلى بيانات قمرية لا إلى الاستقراء وحده.

هذا حجة هندسية عملية، لا مجرد فكرة مجردة. فمعايير تأهيل المواد تساعد في تحديد ما يمكن إطلاقه إلى الفضاء، وما يمكن بناؤه داخل الموائل، وكيف تُكتب نماذج المخاطر. وإذا كانت هذه المعايير تفتقد عاملًا خاصًا بالقمر، فيجب سد الفجوة قبل أن تعتمد عليها الطواقم بعيدًا عن أي إنقاذ سريع.

ما الذي قد يغيره اختبار حريق على القمر

يمكن لحملة اختبار ناجحة أن تؤثر في عدة أجزاء من تخطيط المهمات المستقبلية:

• اختيار المواد للموائل والبدلات وأنظمة الشحن.
• تصميم التهوية وتدفق الهواء في المساحات القمرية المأهولة.
• إجراءات الاستجابة للطوارئ الخاصة بحوادث اللهب والاحتراق البطيء.
• تحديث معايير قابلية الاشتعال المعتمدة حاليًا أساسًا على الاختبار الأرضي.

وسيمنح ذلك البحث أهمية حتى لو أكدت النتائج القمرية التوقعات الحالية فقط. فالتثبت في ظروف المهمة الحقيقية له قيمة بحد ذاته. وإذا أظهرت النتائج بدلًا من ذلك أن بعض المواد أكثر قابلية للاشتعال أو أكثر استمرارًا أو أكثر عرضة للاحتراق البطيء الخفي مما كان متوقعًا، فقد يكون الأثر أكبر من ذلك بكثير.

جزء هادئ لكنه بالغ الأهمية من تخطيط عصر أرتميس

غالبًا ما يُناقش استكشاف الفضاء من منظور الصواريخ والموائل والطموح. ومع ذلك، فإن بعض أهم التقدمات هي الأقل سينمائية. وفهم كيفية تصرف النار على القمر ينتمي إلى هذه الفئة. إنها مسألة سلامة أساسية يجب الإجابة عنها جيدًا قبل أن يُفترض بالطواقم العيش والعمل بانتظام على سطح القمر.

ولا تدعي الورقة الجديدة أن القواعد القمرية ستكون مصائد حريق. لكنها تطرح نقطة أضيق وأكثر جدية: الاختبارات التي اعتمدت عليها ناسا لعقود طُورت على الأرض، والقمر ليس الأرض. فالجاذبية المنخفضة تغيّر الاحتراق، والتهوية تغيّر سلوك اللهب، ويمكن للاحتراق البطيء أن يبقي الخطر حيًا بعد أن يبدو اللهب المرئي قد خمد.

وقبل أن يتوسع استكشاف القمر طويل الأمد، يجب أن تتحول هذه الضبابية إلى بيانات. بالنسبة لمخططي المهمات والمهندسين ورواد الفضاء، لا توجد أمور أكثر عملية من معرفة كيفية تصرف الحريق بدقة قبل أن يبدأ أصلًا.

هذه المقالة مبنية على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.