Mit Plasma geladene Raumschiffe können die Mission zum Mars zum Stillstand bringen, weil der Strom tötet

Die Welt ist mit den Risiken der Weltraumfahrt bestens vertraut, seit die Kabine von Apollo 1 bei einem Teststart in Flammen aufgegangen ist und drei Astronauten das Leben gekostet hat. Obwohl diese Rakete nie den Boden verlassen hat, wurde der Tod von Gus Grissom, Ed White und Roger Chaffee durch die größte Bedrohung für die Menschen im Weltraum ausgelöst: die Elektrizität. Die Kabine wurde gezündet, als ein elektrisches Feuer, das von einem brennbaren Nylon und Hochdrucksauerstoff gespeist wurde, das unbefeuerte Fahrzeug einschloss. Strom und Raumschiffe passen nicht gut zusammen. Und das Problem wird immer schlimmer, je weiter Sie von Cape Canaveral entfernt sind.

Ein Großteil der derzeitigen Raumsonden ist unbemannt, weshalb wir nicht häufiger von Weltraumbränden erfahren - es gibt keinen Sauerstoff an Bord. Treibmittel ist im Allgemeinen brennbar, birgt jedoch ein geringeres Risiko. Elektrizität ist meistens ein Problem, wenn Sie Menschen am Leben halten möchten, vor allem auf längeren Reisen. Dies ist zu berücksichtigen, wenn wir in Richtung Mars und sogar auf Alpha Centauri schauen.

Die NASAs arbeiten bereits daran, elektrische Feuer im Weltraum besser zu verstehen, um sich auf eine Zukunft der Erforschung und Reisen im Weltraum vorzubereiten, die uns weiter bringen werden als nur eine Umlaufbahn auf niedriger Erde. Das Saffire-1-Experiment, bei dem die Raumfahrtbehörde an Bord eines leeren Cygnus-Versorgungsfahrzeugs ein Großfeuer auslösen wird, wird uns sicherlich dabei helfen, die Funktionsweise eines Feuers in einer Schwerelosigkeit besser zu verstehen und was getan werden kann, um zu helfen schützen Sie Astronauten, die möglicherweise mit einer solchen Situation konfrontiert sind. Dies ist ein Anfang, setzt aber voraus, dass die elektrische Bedrohung von innen kommt. Und es ist nicht Der Weltraum könnte elektrische Brände auslösen.

J.R. Dennison, Materialphysiker an der Utah State University, hat ziemlich viel Zeit damit verbracht, sich mit den Bedenken der NASA zu beschäftigen, wie das durch Plasma induzierte Aufladen dazu führen könnte, dass ein Weltraumfahrzeug in elektronischen Geräten einen kompletten Ausfall erleiden und sogar zu einer Explosion oder zu zwei Explosionen führen kann. Hier ist das Ding: Wir denken normalerweise, dass der Raum ein leeres Vakuum ist, aber das ist nicht der Fall. Der Weltraum ist voll von Elektronen, Ionen und Photonen, die von Sternen und astrophysikalischen Ereignissen mit hoher Energie erzeugt werden. Diese Strömungen sind unvermeidlich, und wenn sich Raumfahrzeuge durch sie bewegen, können sie ähnlich wie Wolle an kalten Tagen eine Ladung Metall aufladen. Es ist gefährlich genug, in einer kleinen Metallbox herumzufliegen. Nehmen Sie jetzt an, die Box trägt eine starke elektrische Ladung. Dies ist ein großes Problem, das die Reise von Menschen in den Weltraum behindern könnte.

Das Problem, das beim Laden entsteht, besteht im Wesentlichen darin, dass Ingenieure keinen Raum für Fehler haben. Wenn sich ein defektes Kabel löst und zufällig Kontakt mit der Außenseite (oder dem Inneren) eines aufgeladenen Fahrzeugs hat, haben die Astronauten ein Problem.

Dennison hat versucht, die detailliertere Dynamik zu ermitteln, durch die das Aufladen von Raumfahrzeugen erfolgt. Dies umfasst, wo das Aufladen in einem Raumfahrzeug wahrscheinlich ist, die Arten von Ereignissen, die das Aufladen verschlimmern (z. B. Strahlungs- oder Temperaturanstiege, die durch Sonneneruptionen verursacht werden), die Arten von Materialien, die das Aufladen beitragen oder verringern, und vieles mehr. Letztendlich besteht das Ziel darin, Materialien zu finden, mit denen wir Raumfahrzeuge bauen können, die den Ladungsaufbau nicht begünstigen würden - d. H. Nicht statische Materialien. Das ist viel leichter gesagt als getan. Schließlich müssen Sie Raumfahrzeuge aus leichten Metallen bauen, um eine akzeptable Sicherheit im Weltraum zu erreichen. Und sie sind höllisch leitfähig.

Dennison hat noch keine Lösung gefunden. Er hat die Grundlagen dafür geschaffen, worauf die NASA und andere Weltraumbehörden und private Raumfahrtunternehmen achten müssen, wenn sie es wirklich ernst meinen, mehr Menschen in den Weltraum zu schicken. Inzwischen gibt es keinen Mangel an seltsamen Ideen, die helfen könnten, den Eimer mit Bolzen und Metall zu retten, die wir weiterhin hierher schicken.

Ein solcher Vorschlag: Wasser. Davis, ein Forscherteam der Colorado School of Mines und der University of California, glaubt, wir könnten einfach den altmodischen Weg gehen und mit H2O elektrische Feuer im Weltraum löschen. Es ist besser als nichts, aber was die Pläne angeht, ist es nicht wirklich atemberaubend.

Was auch immer die Brandschutzstrategie der NASA und anderer sein mag, sie werden bald etwas herausfinden müssen, wenn wir die 2040-Frist für das Senden von Astronauten zum Mars einhalten wollen. Das nächste großartige Polymer ist nicht nur ein Durchbruch in der Materialwissenschaft, es wird ein Lebensretter sein.