Một nghiên cứu mới cho thấy nguy cơ hỏa hoạn trong các sứ mệnh có người lái trên Mặt Trăng có thể nghiêm trọng hơn so với đánh giá hiện nay, khi hành vi của ngọn lửa trong môi trường trọng lực thấp khác biệt đáng kể so với Trái Đất.
Trong nhiều thập kỷ, NASA sử dụng tiêu chuẩn thử nghiệm cháy NASA-STD-6001B để đánh giá vật liệu trước khi đưa lên không gian. Bài kiểm tra này yêu cầu đặt ngọn lửa dài khoảng 15 cm vào đáy mẫu vật liệu; nếu lửa lan quá giới hạn hoặc tạo giọt cháy, vật liệu sẽ bị loại. Tuy nhiên, thử nghiệm này được thực hiện trong điều kiện Trái Đất, không phản ánh đầy đủ môi trường không gian.
Theo các nhà nghiên cứu từ NASA Glenn Research Center, NASA Johnson Space Center và Case Western Reserve University, sự khác biệt về trọng lực và dòng khí có thể khiến ngọn lửa hoạt động theo cách hoàn toàn khác.
Trong môi trường vi trọng lực như trên Trạm Vũ trụ Quốc tế, lửa không bốc thẳng lên mà tạo thành các “quả cầu” cháy lan chậm, phụ thuộc vào hệ thống thông gió để duy trì. Điều này khiến việc kiểm soát cháy trở nên phức tạp hơn, bởi việc tắt thông gió chỉ khiến vật liệu âm ỉ cháy và có thể bùng phát trở lại.
Các thử nghiệm trước đây như Saffire đã chỉ ra nhiều hiện tượng bất thường, bao gồm việc ngọn lửa lan ngược chiều dòng khí và cháy mạnh hơn trên vật liệu mỏng. Tuy nhiên, các thí nghiệm này vẫn chưa đủ để đánh giá tác động dài hạn.
Để giải quyết vấn đề, NASA đang chuẩn bị triển khai thí nghiệm Tính Dễ cháy của Vật liệu trên Mặt Trăng (FM2) trên bề mặt Mặt Trăng thông qua chương trình Commercial Lunar Payload Services.
Trên Trái Đất, trọng lực khiến các khí nóng bốc lên, đồng thời kéo theo oxy mát, mới đến chân ngọn lửa. Trong một số trường hợp khi vật liệu chỉ ở mức “hơi dễ cháy”, hiện tượng này có thể gây ra cái gọi là “thổi tắt” (blowoff), tức là dập tắt ngọn lửa.
Trên Mặt Trăng, dòng chuyển động này vẫn tồn tại nhưng chậm hơn nhiều, cho phép oxy liên tục được bổ sung cho ngọn lửa mà không tạo ra dòng khí đủ mạnh để gây ra hiện tượng thổi tắt. Nói cách khác, những vật liệu vốn không thực sự dễ cháy trên Trái Đất có thể cháy trong thời gian rất dài trên Mặt Trăng.
Thí nghiệm FM2 sẽ sử dụng một buồng kín để đốt bốn mẫu vật liệu rắn trong điều kiện trọng lực Mặt Trăng, với hệ thống camera, cảm biến oxy và thiết bị đo bức xạ để theo dõi diễn biến theo thời gian thực. Đây sẽ là lần đầu tiên các nhà khoa học thu thập dữ liệu dài hạn về hành vi của lửa trong môi trường này.
Kết quả của FM2 được kỳ vọng sẽ giúp cải thiện các tiêu chuẩn an toàn hiện hành, trong bối cảnh các kế hoạch xây dựng căn cứ có người lái lâu dài trên Mặt Trăng đang được thúc đẩy.
Hình ảnh ngọn lửa hình cầu trong một thí nghiệm trên Trạm Vũ trụ Quốc tế. Ảnh: NASA
