Kwestia ochrony przeciwpożarowej ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa astronautów, ponieważ w warunkach kosmicznych możliwości ucieczki w przypadku pojawienia się ognia są niezwykle ograniczone. W związku z tym agencje kosmiczne intensywnie testują różne rozwiązania zapobiegające pożarom i badają zachowanie ognia w środowisku mikrograwitacji, a także analizują historyczne katastrofy, aby minimalizować ryzyko w przyszłych misjach kosmicznych.
Kontrolowane Eksperymenty z Ogniem w Mikrograwitacji
Pożary, do których z różnych przyczyn może dojść wewnątrz placówek czy statków kosmicznych, różnią się znacząco od tych występujących na Ziemi. Specjaliści z NASA przeprowadzają kontrolowane eksperymenty, aby sprawdzić odporność materiałów i sposób rozprzestrzeniania się ognia w warunkach mikrograwitacji.
Należy zaznaczyć, że nie chodzi o pożary w przestrzeni kosmicznej, gdyż brak tlenu w próżni uniemożliwia pojawienie się ognia. Mowa jest o pożarach, do których może dojść w zamkniętych pomieszczeniach statków i stacji kosmicznych.
Eksperymenty Saffire (Spacecraft Fire Safety)
NASA testuje różne rozwiązania zapobiegające pożarom w ramach serii eksperymentów Spacecraft Fire Safety, w skrócie Saffire. Celem tych badań jest lepsze zrozumienie zachowania ognia w środowisku mikrograwitacji, co ma pomóc w skuteczniejszym tłumieniu ewentualnych pożarów oraz tworzeniu systemów zapobiegających ich powstawaniu, na przykład wskutek awarii elektroniki.
Pierwszy eksperyment z tej serii, Saffire-I, został przeprowadzony w czerwcu 2016 roku w pojemniku o wymiarach 0,5 metra x 1 metr x 1,3 metra, zawierającym bawełniane włókna szklane. Doświadczenia z pierwszego testu wykorzystano w kolejnym eksperymencie, Saffire-II, który miał miejsce na pokładzie statku zaopatrzeniowego Enhanced Cygnus firmy Orbital ATK. Statek ten w październiku 2016 roku dostarczył zaopatrzenie na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS), a po miesiącu odłączył się od niej. Kontrolowany pożar nastąpił 21 listopada 2016 roku o godzinie 13:14 polskiego czasu. NASA pobrała zdjęcia i filmy dokumentujące przebieg eksperymentu, który był drugim z serii i agencja kosmiczna planuje jeszcze kolejny.
W ramach Saffire-II przetestowano dziewięć próbek, w tym bawełniane włókna szklane, materiał silikonowy o różnej grubości, szkło akrylowe używane w oknach statków kosmicznych (pleksiglas) oraz Nomex - specjalny materiał odporny na ogień, stosowany w pojemnikach statków kosmicznych jako bariera przeciwogniowa. Misja Enhanced Cygnus była szóstym udanym lotem kosmicznym pojazdu typu Cygnus oraz piątą misją wykonaną dla NASA w programie Commercial Resupply Services (CRS).
Projekt SoFIE (Solid Fuel Ignition and Extinction)
NASA prowadzi również projekt Solid Fuel Ignition and Extinction (SoFIE), którego celem jest rozszerzenie wiedzy w temacie rozprzestrzeniania się ognia na pokładach załogowych kapsuł i statków. Astronauci z NASA zainicjowali eksperymenty w ramach 17. misji zaopatrzeniowej ISS, przeprowadzonej 19 lutego za pośrednictwem bezzałogowego modułu Cygnus firmy Northrop Grumman. Moduł dostarczył na Międzynarodową Stację Kosmiczną specjalną komorę o nazwie Combustion Integrated Rack, w której przeprowadzono próby.
Próby polegają na wywoływaniu pożarów w kontrolowanych warunkach, aby zobaczyć, jak ogień zachowuje się w środowisku z mniejszą ilością tlenu. Na Ziemi, im więcej tlenu, tym płomienie są silniejsze i ogień wyrządza większe szkody. W teorii, mniejsza ilość tlenu w kosmosie powinna sprawić, że pożary będą zdecydowanie mniejsze. Naukowcy doszli jednak do ciekawych wniosków: płomienie rozchodzą się w nieco inny sposób niż na Ziemi, co wpływa na rozprzestrzenianie się pożaru.
Dzięki czujnikom i kamerom zamontowanym w 100-litrowej komorze Combustion Integrated Rack, znajdującej się na pokładzie amerykańskiego modułu laboratoryjnego Destiny, udało się zaobserwować, że gazy towarzyszące płomieniowi przybierają postać sfery. Zjawisko to ma związek z mikrograwitacją, czyli środowiskiem, gdzie przyspieszenie grawitacyjne jest zredukowane lub wyeliminowane. Komora jest wyposażona w liczne czujniki wykrywające poziomy tlenu i dwutlenku węgla, stężenie i objętość dymu oraz temperatury, a także cztery kamery, które w czasie rzeczywistym pokazują rozmiar i rozprzestrzenianie się płomienia.
Badania tego typu pomagają w rozwoju specjalnych materiałów oraz w zrozumieniu, jak mikrograwitacja i ograniczona ilość tlenu wpływają na rozmiar płomieni. Wiedza ta jest kluczowa dla zapewnienia zdrowia i bezpieczeństwa kosmicznych turystów, przyszłych kolonizatorów Księżyca i Marsa oraz astronautów podczas załogowych lotów na Księżyc, do których amerykańska agencja kosmiczna przygotowuje się na coraz większą skalę.
Obserwacja Pożarów Ziemskich z Kosmosu
Skala pożarów na Ziemi bywa tak duża, że dym i łuna są widoczne nawet z kosmosu. Włoska astronautka Samanta Cristoforetti, pilotka Włoskich Sił Powietrznych i astronautka Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), opublikowała zdjęcie wykonane z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, przedstawiające ogromny pożar w Polsce.
Z perspektywy kosmosu zaobserwowano dym rozciągający się na ogromnej powierzchni atmosfery ziemskiej. Konkretnie, chodziło o potężny pożar, który wybuchł w Nowej Wsi Zbąskiej (okolice Zbąszynia) w województwie wielkopolskim. Żywioł pochłonął aż 60 hektarów pól uprawnych obsianych żytem oraz kilka hektarów lasu. Na miejscu pracowało łącznie 28 zastępów straży pożarnej. Na zdjęciu widoczna była kolumna dymu, tworząca lokalną chmurę kłębiastą typu Cumulus flammagenitus, potocznie zwaną pyrocumulus. W prawym, dolnym rogu zdjęcia leżał Wolsztyn, natomiast wąski pas u góry to Autostrada A2. Świebodzin widoczny był w lewym górnym rogu, a duża miejscowość w lewej dolnej części zdjęcia to Sulechów.
Kosmiczne Fenomeny Przypominające Ogień
W odległych zakątkach kosmosu występują zjawiska, które swoim wyglądem do złudzenia przypominają płonący ogień, choć ich natura jest zupełnie inna. Przykładem jest Mgławica Płomień, uwieczniona przez astronomów z obserwatorium ESO na pustyni Atakama w Chile.
Mgławica Płomień, oddalona od nas o około 1500 lat świetlnych, to obłok gazu i pyłu międzygwiazdowego, który potrafi przybierać najróżniejsze kolory, szczególnie widziany w podczerwieni. Ten "kosmiczny pożar" trawi wnętrze gwiazdozbioru Oriona, gdzie chmury wodoru tworzą nowe gwiazdy i krążące wokół nich planety.
Historyczne Katastrofy i Incydenty w Eksploracji Kosmosu
Eksploracja kosmosu, choć przyniosła ludzkości wiele spektakularnych sukcesów, obfituje również w bolesne porażki, które trwale zapisały się w historii. Katastrofy związane z lotami załogowymi i bezzałogowymi, a także te na kosmodromach, okazały się ważnymi lekcjami, wymuszając nowe standardy bezpieczeństwa, modyfikacje sprzętu oraz zmiany w zarządzaniu misjami.
Katastrofy na statkach kosmicznych i w trakcie misji
-
Apollo 1 w ogniu (1967)
To jedna z najtragiczniejszych katastrof w dziejach astronautyki. 27 stycznia 1967 roku, podczas symulacji na stanowisku startowym, w kabinie statku Apollo 1 wybuchł pożar, który w zaledwie kilkanaście sekund pozbawił życia trzech astronautów. Załoga znajdowała się w hermetycznie zamkniętym module dowodzenia, poddanym atmosferze czystego tlenu pod ciśnieniem wyższym niż normalne atmosferyczne. Płomienie rozprzestrzeniły się błyskawicznie, odcinając drogę ucieczki - konstrukcja włazu i wzrost ciśnienia uniemożliwiły jego szybkie otwarcie. Źródłem tragedii był szereg błędów i zaniedbań, obejmujących wadliwe, odsłonięte przewody, nadmiar łatwopalnych materiałów, użycie atmosfery czystego tlenu pod ciśnieniem oraz niefunkcjonalne drzwi włazu. Wypadek ten na zawsze zmienił podejście NASA do testów naziemnych i okazał się punktem zwrotnym dla procedur bezpieczeństwa.
-
Houston, mamy problem (Apollo 13, 1970)
Misja Apollo 13, znana z filmu Rona Howarda, mogła zakończyć się katastrofą. Wystartowała 11 kwietnia 1970 roku z zamiarem trzeciego załogowego lądowania na Księżycu. Na trzeciej dobie lotu, około 320 tysięcy kilometrów od Ziemi, rutynowe włączenie wentylatora w jednym ze zbiorników tlenu doprowadziło do zwarcia i eksplozji. Doszło do utraty tlenu i całkowitego uszkodzenia modułu serwisowego. Załoga musiała skorzystać z modułu księżycowego (LM), który, mimo że przewidziany dla dwóch pasażerów na dwa dni, musiał utrzymać trzyosobową załogę przez niemal cztery doby w drodze powrotnej. Mimo licznych problemów technicznych, astronautom udało się wrócić na Ziemię 17 kwietnia 1970 roku.
-
Śmierć w próżni (Sojuz 11, 1971)
Była to pierwsza i jedyna katastrofa, w której cała załoga zginęła w przestrzeni kosmicznej, a nie podczas wejścia lub opuszczania atmosfery. 30 czerwca 1971 roku, trzech radzieckich kosmonautów - Gieorgij Dobrowolski, Władisław Wołkow i Wiktor Pacajew - załoga statku Sojuz 11, zakończyła pobyt na stacji Salut 1 i rozpoczęła procedurę powrotu na Ziemię. Po prawidłowym oddzieleniu się od stacji i wejściu na trajektorię schodzącą doszło do katastrofalnej dekompresji kapsuły. Cała atmosfera została w ciągu mniej niż minuty wyssana do przestrzeni kosmicznej przez nieszczelność powstałą w wyniku przedwczesnego otwarcia zaworu wyrównującego ciśnienie. Kosmonauci nie mieli na sobie skafandrów ciśnieniowych, a konstrukcja ówczesnej kapsuły nie pozwalała na pomieszczenie całej załogi w kombinezonach. Cała załoga zginęła z powodu uduszenia i licznych powikłań związanych z gwałtowną utratą ciśnienia.
-
73 sekundy do tragedii Challengera (1986)
28 stycznia 1986 roku świat na żywo obserwował start wahadłowca Challenger. 73 sekundy po oderwaniu się od ziemi, rakieta rozpadła się w powietrzu, pozbawiając życia siedmiu astronautów, w tym nauczycielkę Christę McAuliffe, pierwszego cywila w historii przygotowanego do misji kosmicznej. Oficjalne śledztwo wykazało, że bezpośrednią przyczyną katastrofy była awaria połączenia między dwoma dolnymi segmentami prawego rakietowego wzmacniacza na paliwo stałe (SRB), a konkretnie zniszczenie uszczelek typu O-ring. Ta tragedia doprowadziła do wstrzymania lotów cywilnych na 21 lat oraz szeregu zmian w procedurach bezpieczeństwa, kontroli i przygotowywaniu misji kosmicznych.
Katastrofa Challengera [CAŁY FILM]
-
Ostatnia misja promu Columbia (2003)
1 lutego 2003 roku wahadłowiec Columbia uległ katastrofalnemu zniszczeniu podczas powrotu z misji STS-107, zabierając życie całej siedmioosobowej załodze. Tragedia wydarzyła się zaledwie sześć minut przed planowanym lądowaniem, gdy prom rozpadł się na części w momencie wchodzenia w atmosferę ziemską. Bezpośrednią przyczyną katastrofy była poważna usterka powstała już podczas startu: fragment pianki izolacyjnej z zewnętrznego zbiornika paliwa oderwał się i uderzył w krawędź lewego skrzydła orbitera. Uszkodzenie poszycia termicznego umożliwiło wniknięcie nadmiernie gorących gazów atmosferycznych przy wejściu w atmosferę, co doprowadziło do zniszczenia wewnętrznej struktury skrzydła, utraty kontroli nad maszyną i dezintegracji pojazdu. Po tej katastrofie NASA ostatecznie zakończyła program promów kosmicznych, otwierając drogę dla prywatnych przedsiębiorstw, takich jak SpaceX.
Katastrofa Challengera [CAŁY FILM]
-
Kapsuła Starliner z problemami (2024)
Najnowszym przykładem problemów w eksploracji kosmosu są awarie kapsuły Starliner koncernu Boeing. W 2024 roku wycieki helu w systemie napędowym oraz awarie kilku kluczowych silników manewrowych zmusiły astronautów do ręcznego sterowania kapsułą i zmiany procedur podejścia do stacji. Mimo wysiłków inżynierów wycieki i usterki nie ustępowały, przez co bezpieczeństwo powrotu załogi stanęło pod znakiem zapytania. Załoga - Sunita Williams i Butch Wilmore - została na ISS i musiała wrócić później na pokładzie konkurencyjnego SpaceX Dragona. Pierwotny plan zakładał krótką, tygodniową misję, tymczasem astronauci spędzili w kosmosie 286 dni.
Katastrofy na kosmodromach
Ryzyko w eksploracji kosmosu nie ogranicza się jedynie do samego lotu. Tragiczne wydarzenia miały miejsce także na Ziemi, podczas testów lub przygotowań do startu.
-
Katastrofa Nedelina w Bajkonurze (1960)
Największą liczbę ofiar pochłonęła katastrofa Nedelina w Bajkonurze w 1960 roku. Podczas przygotowań do testowego odpalenia międzykontynentalnej rakiety balistycznej R-16 nastąpiło nagłe, niekontrolowane odpalenie silnika drugiego stopnia. W wyniku eksplozji stanowisko startowe zamieniło się w piekło o temperaturze sięgającej nawet 3000°C. Osoby znajdujące się najbliżej pojazdu zginęły natychmiast, a wiele innych zostało uwięzionych w stopionym asfalcie i na zasiekach zabezpieczających teren. Przez dziesięciolecia informacja o tym zdarzeniu była ukrywana przez sowieckie władze. Prawda o tragedii i śmierci nawet 150 osób została ujawniona dopiero w 1989 roku.
-
Katastrofa w Plesiecku (1980)
18 marca 1980 roku na kosmodromie Plesieck doszło do kolejnej tragicznej katastrofy związanej z radzieckim programem rakietowym. Podczas tankowania rakiety nośnej Wostok-2M, która miała wynieść na orbitę satelitę wojskowego, nastąpił wyciek stężonego nadtlenku wodoru. W kontakcie z materiałem palnym doszło do błyskawicznego wybuchu, który na miejscu zabił 48 osób, w większości żołnierzy i cywilnych techników. Katastrofa wydarzyła się dwie godziny przed planowanym startem, całkowicie niszcząc platformę startową oraz rakietę.
Oprócz powszechnie znanych katastrof takich jak Challenger, Columbia, Apollo 1 czy Sojuz 11, historia podboju kosmosu obfituje w mniej znane tragedie, których kulisy przez lata skrywała cenzura lub brak zainteresowania mediów. Prym wiedzie tu Związek Radziecki, który przez dekady skutecznie zatajał wypadki i śmierć wielu uczestników programu kosmicznego.