Nasa legt Brände im Raumfahrzeug
Die Nasa als Brandstifter? Schon zum zweiten Mal hat die amerikanische Raumfahrtbehörde gestern gezielt Feuer im All gelegt. Per Fernsteuerung verschiedene Materialien entzündet. Warum sie das macht?
Abschied für immer: Cygnus kurz vor dem Abdocken von der Raumstation ISS. Es folgten noch ein paar Feuerexperimente an Bord der Raumkapsel. Beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre verglüht die Raumkapsel.
Foto: ESA/Nasa
Alles verlief wie geplant – auch der Brand an Bord des Cygnus-Raumtransporters am 22. November 2016. Gestartet war Cygnus, ein Versorgungsfrachter des US-amerikanischen Unternehmens Orbital ATK, gut einen Monat zuvor, um Nachschub für die Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation ISS zu liefern. Im Austausch nahm Cygnus 1,3 t Abfall mit, damit sie mitsamt dem Raumfahrzeug auf dem Rückweg in der Erdatmosphäre verglühen. Zuvor jedoch zündete die Nasa per Fernsteuerung mehrere Feuer auf Cygnus.
Universität Bremen mit einem Versuchsaufbau an Mission beteiligt
Wie bereits in der Vorgängermission Saffire I wurde damit an verschiedenen Materialien getestet, wie sich Feuer in Raumfahrzeugen ausbreiten. Insgesamt waren es neun unterschiedliche Proben, an die Feuer gelegt und deren Brand anschließend mit Fotos und Sensoren-Daten dokumentiert wurde. Unter den Proben waren Silikonmaterialien verschiedener Stärke, ein Baumwoll-Fiberglas-Gewebe, das flammenhemmende Material Nomex, aus dem unter anderem Taschen für die Lagerung von Fracht hergestellt werden und eine Acrylglas-Platte, wie sie in den Fenstern von Raumfahrzeugen verwendet wird.
Der Cygnus-Raumtransporter Orb 6 mit dem Vorgänger-Experiment Saffire I kurz vor dem Ankoppeln an die ISS im März 2016.
Quelle: Nasa
Mit größter Spannung hat auch ein Wissenschaftler-Team aus Bremen die Saffire-Mission verfolgt. Das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (Zarm) der Universität Bremen ist am internationalen Versuchsaufbau mit einer Materialprobe beteiligt, um insbesondere der Frage nach der Feuersicherheit auf bemannten Raumfahrzeugen nachzugehen. Zwar gibt es Prüfmethoden, nach denen derzeit Materialien zum Bau von Raumfahrzeugen qualifiziert werden, aber die Aussagekraft der Ergebnisse auf der Erde kann nicht ohne weiteres auf eine Raumstation im Weltall übertragen werden.
Ein Feuer auf der Erde verhält sich anders als in der Raumstation
An Bord einer Raumstation brennt ein Feuer deutlich schwächer als am Boden und die Ausbreitung ist stark verlangsamt, örtlich wird es aber viel heißer, da der fehlende Auftrieb in der Schwerelosigkeit die heißen Abgase nicht von der Brandstelle fortträgt. Ein Material, das im Erdlabor von selbst verlischt, kann also auf einer Raumstation im All durchaus weiter brennen.
Cygnus in sicherer Entfernung von der ISS: An Bord einer Raumstation brennt ein Feuer deutlich schwächer als am Boden und die Ausbreitung ist stark verlangsamt, örtlich wird es aber viel heißer.
Quelle: Nasa Glenn Research Center
Auch sehen die bisherigen Standardtests nur die Untersuchung glatter, ebener Proben vor. Die alltägliche Erfahrung zeigt jedoch, dass Ecken und Kanten leichter Feuer fangen als eine Fläche. Daher ist die Brandgefahr im Inneren einer Raumstation, die nicht vollkommen glatt und ohne Strukturen ist, auch wahrscheinlich höher als die bisherigen Testverfahren vermuten lassen.
Ein Ingenieursteam des Nasa Glenn Research Centers in Cleveland bei Tests am Saffire II-Experiment. Die mittlere der drei sichtbaren, grün leuchtenden Proben ist die des Zarm. Die obere Probe ist ebenfalls aus Acrylglas, hat die gleichen Abmessungen jedoch ohne Strukturen und dient als Referenzexperiment.
Quelle: Nasa
Im Rahmen des Saffire II-Experiments untersucht das Zarm den Verbrennungsfortschritt sowie die Flammenausbreitung einer großen Acrylglasprobe mit strukturierter Oberfläche, die in einem offenen Windkanal bei einer Luftgeschwindigkeit – ähnlich der der Klimaanlagen an Bord der ISS – entzündet und beobachtet wird. Bisher konnten solche Experimente nur an sehr kleinen Proben unter großen Sicherheitsvorkehrungen durchgeführt werden. Der bisher unbeantworteten Frage nach der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf ein großes, offenes Feuer kommt man jetzt zumindest ein Stück näher.
Die Saffire-Experimentreihe ist mit dem jüngsten Brand aber noch nicht abgeschlossen. In einer zukünftigen Mission soll, ebenfalls an Bord einer Cygnus-Raumkapsel, erneut Feuer gelegt werden. Dann soll es unter anderem einen großflächigen Brand geben.
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