На Луне огонь горит иначе, и это может убить астронавтов. NASA впервые проверит, насколько всё плохо

Лунные полеты требуют не только мощных ракет и надежной посадки. Инженерам нужно заранее понять, как на Луне поведет себя огонь. Пожар в корабле, жилом модуле или скафандре на Земле и в космосе развивается по-разному, а для лунной гравитации у NASA до сих пор нет точных данных.

Именно поэтому агентство готовит миссию FM2, полное название – Flammability of Materials on the Moon, то есть исследование воспламеняемости материалов на Луне. О проекте рассказали на Конференции по лунным и планетарным наукам. Эксперимент должен впервые показать, как идет горение не в земных условиях и не в невесомости, а при лунной гравитации. Запуск планируют на конец 2026 года. В рамках миссии ученые отправят четыре образца твердого топлива и будут в течение длительного времени записывать параметры пламени.

Для будущих экспедиций вопрос не выглядит второстепенным. Пожар в космосе всегда опасен, потому что у экипажа мало времени на поиск источника, локализацию огня и защиту оборудования. Сложность в том, что само пламя за пределами Земли ведет себя иначе. На Земле небольшой огонь вытягивается в форму капли. Горячий газ поднимается вверх, а холодный и более плотный воздух опускается вниз под действием силы тяжести. За счет такого движения вокруг пламени формируются привычные потоки.

В микрогравитации картина меняется. Подъем горячих газов уже не работает так, как в земной атмосфере, поэтому пламя становится более округлым и может принимать почти сферическую форму. Для инженеров разница принципиальна: от нее зависит, как быстро огонь распространяется, сколько тепла выделяет и какие материалы выдержат контакт с пламенем.

По этой причине NASA давно использует отдельный стандарт для проверки материалов, которые допускают к полетам. Он называется NASA-STD-6001B. С его помощью инженеры оценивают, какие ткани, покрытия, пластики и другие элементы подходят для космической техники. За прошлые годы агентство провело много экспериментов по горению в космосе, чтобы разобраться в физике пламени там, где обычный земной опыт уже не помогает.

Но для Луны накопленных данных пока мало. В докладе по FM2 исследователи прямо пишут, что сегодня у специалистов есть только примерная оценка того, как прежние расчеты и эксперименты можно применить к лунным миссиям. По имеющимся численным моделям и лабораторным результатам выходит, что лунная гравитация в некоторых режимах частичной гравитации может оказаться опаснее, чем предполагали раньше. Авторы доклада связывают такой риск с тем, что скорость распространения пламени зависит от гравитационных пиков. Другими словами, огонь в лунных условиях может вести себя не мягче, а агрессивнее, чем ожидали по аналогии с уже изученными средами.

Выводы FM2 важны не только для кораблей и жилых модулей. Команда отдельно отмечает, что новые данные пригодятся и при разработке скафандров. Для длительной лунной программы вопрос уже упирается не в один конкретный эксперимент, а в набор базовых требований ко всему, что будет окружать экипаж: от внутренних поверхностей отсеков до элементов защиты человека во время выхода наружу.

Сроки у миссии очень удачные. После успешного Artemis II NASA уже подводит программу к следующим этапам. Artemis 3 должна провести новые предварительные испытания, а Artemis 4 и Artemis 5 рассматривают как следующие шаги в возвращении людей на Луну и расширении работ у ее поверхности. На этом фоне исследование воспламеняемости перестает быть узкой технической задачей. Без таких данных сложно нормально рассчитывать безопасность всей программы.

В перспективе инженеры хотят проводить испытания материалов уже прямо на Луне. Пока такой вариант невозможен. В свежем докладе авторы признают, что перейти к полноценным квалификационным тестам на поверхности получится только после того, как на Луне появится длительное присутствие человека. Получается прямая зависимость: чтобы люди могли безопасно работать на Луне, сначала нужно понять поведение огня в лунной гравитации, а чтобы изучить проблему еще глубже уже на месте, сначала нужно закрепиться на Луне надолго.

Если FM2 выполнит задачу, программа Artemis получит не очередную формальную научную работу, а опорные данные для расчета материалов, внутренней отделки, элементов жизнеобеспечения и защиты экипажа. До новых пилотируемых полетов к Луне остается все меньше времени, а один из самых неприятных вопросов уже звучит предельно конкретно: каким будет огонь там, где люди пока почти не успели его изучить.