Was sollten wir tun, wenn wir tiefer in den Weltraum vordringen und auf ein Feuer stoßen?

Autor: Qian Hang, Experte für Luft- und Raumfahrtwissenschaften der First Academy of China Aerospace Science and Technology Corporation

Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie ist „Aufbruch ins All“ nicht mehr nur ein Slogan. Vielleicht können wir eines Tages an Bord des Raumschiffs „Dream Boat“ gehen und unsere Erkundung des entfernteren Universums fortsetzen.

Bildquelle: Film „Interstellar“

Doch bevor wir uns die Freude vorstellen können, das unbekannte Universum zu erforschen, müssen wir uns zunächst einer Reihe sehr ernster und realistischer Probleme stellen: Wie geht man mit Notfällen in einem geschlossenen Raumschiff um?

Das erste und größte Problem ist Feuer.

Ist Feuer im Universum furchterregender?

Diese Sorge ist nicht unbegründet. Bereits 1967 geriet die US-Besatzung von Apollo 1 bei Bodentests in einen Brand, bei dem drei Astronauten starben. Im Jahr 1997 kam es auch auf der russischen Raumstation Mir zu einem Brand mit hohem Brandrisiko. Glücklicherweise trugen die Astronauten Atemmasken, ertrugen die hohen Temperaturen und den Rauch, um die offenen Flammen zu löschen, überwanden den Sauerstoffmangel in dem kleinen Raum und arbeiteten hart daran, das Bodenteam zu kontaktieren. Schließlich verwandelten sie unter Anleitung von Experten die Gefahr in Sicherheit.

Bildquelle: Science Popularization China

An Bord des Raumfahrzeugs befinden sich dicht gepackte elektronische Geräte, in der Kabine herrscht eine Sauerstoffumgebung mit hohem Druck, die die Entstehung von Flammen begünstigen kann, und außerhalb der Kabine herrscht ein unvermeidliches Vakuum. Wenn es im Universum brennt, wird es keine Feuerwehrleute geben, die uns bei der Lösung des Problems helfen.

Wie unterscheidet sich Feuer im Universum?

Freunde, die Science-Fiction oder die Luft- und Raumfahrt mögen, wissen wahrscheinlich, dass einer der Unterschiede zwischen dem Leben im Universum und dem Leben auf der Erde die Schwerelosigkeit ist.

Auf der Erde steigt heiße Luft aufgrund des Drucks der umgebenden Luft unter dem Einfluss der Schwerkraft auf und die Flamme scheint nach oben zu brennen. In der Schwerelosigkeit des Weltraums hat die Flamme jedoch keine Tendenz, nach oben zu steigen, sodass ihre Form eher rund ist. Außerdem kann die Flamme im Weltraum, wo die Schwerkraft nur einen geringen Einfluss hat, stabiler sein, da es keine Schwerkraft gibt, die sie verzerrt.

Bildquelle: NASA

Und gerade weil es dort keine Schwerkraft gibt, kann Wasser nicht zum Löschen von Bränden im Weltraum verwendet werden, da Wasser im Weltraum nicht wie auf der Erde fällt und fließt, sondern in der Kabine schwimmt und Kurzschlüsse in den Instrumenten und Geräten der Kabine oder sogar Fehlfunktionen des Raumfahrzeugs verursachen kann. Daher sind neue Maßnahmen zur Brandbekämpfung erforderlich.

Kommt es zu einem kleinen Brand, können Astronauten die Flammen mit Feuerwehrhandschuhen löschen. Bei schweren Bränden können zur Brandbekämpfung im Weltraum spezielle Feuerlöschmittel, die vorübergehende Isolierung von Abteilen und die Ableitung von Kohlendioxid in diese, eine Notfalldekompression der Kabine usw. eingesetzt werden.

Wenn Sie Feuer verhindern wollen, beginnen Sie mit Feuer

Wie kann man praktische Erfahrungen in der Weltraumbrandbekämpfung sammeln? Wissenschaftler sagen, dass dazu zunächst ein „Feuer“ im Universum entfacht werden müsse.

Die NASA führte von 2016 bis 2017 drei Raumfahrzeug-Brandexperimente durch, um das Raumfahrzeug Cygnus zu zünden. Der bergbare Satellit Shijian-10 meines Landes hat 19 Experimente im Weltraum durchgeführt, von denen zwei mit Feuer zu tun hatten.

Bildunterschrift: Bild der Methanverbrennung auf der Raumstation (links) und Bild der Methanverbrennung unter gleichen Bedingungen am Boden (rechts)

Bildquelle: Institut für Technische Thermophysik, Verbrennungsenergiezentrum der Tsinghua-Universität

Obwohl der obige Artikel auf den Schrecken vieler Brände im Universum hinweist, ist die Fähigkeit, im Universum sicher „Feuer zu legen“, auch ein Ausdruck technologischer Fähigkeiten. Im Jahr 2023 führten chinesische Astronauten im Combustion Science Experiment Cabinet der Mengtian-Kapsel erfolgreich den ersten Zündtest im Orbit durch. Dieses Experiment bestätigte die Vollständigkeit der Funktionen des Verbrennungswissenschaftsexperimentsystems der Raumstation sowie die Genauigkeit und Wissenschaftlichkeit des gesamten Versuchsprozesses und legte zudem eine gute Grundlage für nachfolgende weltraumwissenschaftliche Verbrennungsexperimentprojekte.

Auch heute noch schreitet die Weltraumforschung immer weiter voran und es werden höhere Standards für den sicheren Betrieb von Raumstationen gesetzt: So müssen beispielsweise Materialien mit besseren Hochtemperatur-Isoliereigenschaften anstelle von billigen, aber brennbaren Aluminiumlegierungen verwendet werden, Gegenstände dürfen nicht unordentlich gestapelt werden, es müssen Brandschutzdurchgänge erhalten bleiben, zwei unabhängige Feuerlöschsysteme müssen eingerichtet werden und es müssen regelmäßig Sicherheitsübungen durchgeführt werden.

Durch die gemeinsamen Anstrengungen von Wissenschaftlern und Astronauten können wir in naher Zukunft möglicherweise eine sicherere Reise zur Weltraumerkundung antreten und gemeinsam das Sternenmeer sehen!