3次火灾4名航天员被烧死,教训惨痛,空间站失火怎么办?

“天和号”核心舱升空,“天舟二号”货运飞船整装待发,中国正式开启了天宫空间站的建设步伐。许多人很期待看看咱们新空间站里边究竟是啥样儿,于是网上流行起一张图片,眼尖的朋友一眼就看到了两支红色的灭火器,还有一个大大的中国结!

显眼的灭火器和中国结

这张图片显然是P出来的效果图,或者是地面用于演示的模型,空间站里不会这样挂灭火器,在失重状态下,中国结飘来飘去也会很碍事。真正的“天和号”核心舱内部其实是下面这样:

这个灭火器也是P上去的

还是有灭火器?

哈!这一对灭火器是老周P上去的,因为我没看到照片里有灭火器,着急,于是给贴了两个上去。

那么,空间站里到底有没有灭火器?如果有,它会放在哪儿?什么样的灭火器适合在太空使用?空间站到底是怎么做消防的?我们今天就来聊聊这些生死攸关的大问题。

无论飞船还是空间站,航天器都是电路密集的地方。又因为要载人,人需要呼吸,因此航天器里需要有空气,有氧气,于是就有了引发火灾的可能。当电路过热、短路或者因为静电引起火花,在氧气环境下某些绝缘物体就会燃烧起来,进而引发火灾。

1960年代,美国宇航局开启了雄心勃勃的阿波罗计划,一批宇航员在新研制的阿波罗飞船里密集训练,准备飞去月球。1967年1月27日下午1点,三名宇航员进入AS-204指令舱,他们将进行一次地面模拟发射演练任务。就在一切准备就绪,舱内注入纯氧,加压,宇航员格雷索姆报告空气里有一股“酸奶酪”的气味,实验人员没查出原因,演练继续进行。

阿波罗1号三名宇航员被烧死

到下午6点31分04秒,格雷索姆发出尖叫:“火!”,紧接着指令舱里一片嘈杂,三名宇航员不断哀求“让我们出去!”但由于飞船里的压强比外边大,没有人能及时打开三层舱门,阿波罗计划的第一批宇航员在痛哭中被活活烧死。

NASA科学家经过分析认为,导致火灾的原因是一根镀银的电线因为磨损导致表面绝缘层脱落,电火花引燃周围大量可燃物品和冷却液;那些管线在空气里不易燃烧,但阿波罗指令舱里充的是高压纯氧,于是那些大家本以为不易燃烧的管线瞬间变成了可燃物。

阿波罗1号并非第一起纯氧引发的火灾事故,在此之前NASA双子座飞船测试以及美国海军的其它测试中也发生过多起类似事故,参与实验的宇航员和测试者侥幸逃脱。而在1961年3月23日,24岁苏联宇航员邦达连科在为期15天的低压纯氧耐力实验中,由于意外火灾被烧死。

纯氧环境是火灾猛烈的重要因素,有了之前大量伤亡的教训,之后的飞船和空间站不再使用纯氧;采用阻燃性能更好的β布来制作宇航服,这是一种由玻璃纤维编织的布料,外面涂有特氟龙;同时航天器内所有电线的绝缘层使用阻燃材料。

即便如此,前苏联的和平号空间站还是起了火。

和平号空间站发生火灾

1997年2月23日,和平号空间站上一个备用氧气发生器出现故障,用于产生氧气的高氯酸锂罐子破裂后喷出大量氧气引发火灾,90秒内烈焰喷出1米多远并产生大量有毒烟雾。宇航员不得不戴上防毒面具,并找灭火器灭火。45分钟后危机才得以解除。

氧气发生器起火后的画面

当时正在和平号空间站上的美国宇航员杰里·林恩格吐槽苏联空间站上许多氧气面罩是坏的,并且有几个灭火器取不下来,耽误了消防时间,差点害死大家。那么后来的国际空间站和中国天宫空间站是怎么防火灭火的呢?

国际空间站里的空气与气压跟地球海平面类似,宇航员会很舒服;氧气浓度不高,也不会像富氧环境下那么容易引发火灾。同样,空间站里绝大多数的东西都是高度阻燃的,你看到咱们天宫空间站里的涂料和包装货物的织物也都不会燃烧,因此发生火灾的概率大大降低了。

即便如此,灭火器依然是空间站的标配,无论核心舱、实验舱还是载人飞船,角落里都配备了移动灭火器;在它的旁边也一定会有氧气面罩和便携式氧气瓶。国际空间站欧洲“哥伦布舱”的角落里就有这么一套装置。

哥伦布舱角落的灭火器

国际空间站里有两种规格的灭火器,俄罗斯舱段大多采用水性泡沫灭火器,而其它舱段则多用二氧化碳灭火器来灭火。

高压二氧化碳灭火器是一个西瓜大的不锈钢瓶,看起来胖胖的,很沉。实际上在太空零重力环境下,重量并不是问题。

ISS地面消防训练

我们在地面上使用灭火器的方法很简单:拔掉保险销,将喷嘴对准火源,压下手柄喷就是了。但在太空里,你喷出气体的同时,灭火器会对你施加反作用力,把你推着向后飞。所以你先得找一个支点,将自己的身体固定起来再灭火。当然了,由于火灾产生的烟雾可能有毒,你需要先戴上呼吸器。

俄罗斯宇航员在空间站测试泡沫灭火器

天宫空间站的空气循环管道中安装了非常灵敏的烟雾传感器,当检测到空气中有燃烧产生的烟雾时,系统发出警报,报告火灾位置;宇航员接到报警后会第一时间关掉相应舱室的风机,切断空气循环系统;就近戴好呼吸器,取下灭火器,找到起火点,固定身体后喷射灭火剂扑灭火灾。

与地面不同,太空中没有重力,因此没有空气对流,空间站里的空气循环主要通过循环系统的抽气和送风来进行。通常只要关掉风机,起火位置会因为消耗完附近的氧气很快熄灭,这是太空中灭火的最有效办法。俄罗斯联盟飞船里没有灭火器,万一遭遇火灾,宇航员都是先拉下面罩,接通宇航服供氧系统,然后抽掉飞船里的氧气,把火“饿死”。

联盟飞船消防演习

今天空间站已经非常安全,这有赖于前人用生命总结出一系列的经验和教训,即便如此,人们还是不敢掉以轻心。国际空间站里每个月都会组织一次消防演习,中国未来的天宫空间站不仅会配备适合的消防器材,也会经常性组织演习,做到警钟长鸣。

“天和”核心舱的应急灭火装置应该位于大小柱段之间的宇航员生活区;二氧化碳灭火器和水性泡沫灭火器都有可能,它没有污染,清理方便,是个不错的选择。最不可能的是干粉灭火器,污染太大了,清理起来太麻烦。