NASA vai testar a Flamabilidade de Materiais na Lua (FM2)

Há um risco específico que assusta os responsáveis por planear as próximas missões tripuladas mais do que quase qualquer outro: o fogo.

Um novo artigo de investigadores do Centro de Investigação Glenn da NASA, do Centro Espacial Johnson da NASA e da Universidade Case Western Reserve descreve uma missão em preparação para testar a flamabilidade de materiais directamente na superfície da Lua - onde se espera que as chamas se comportem de forma muito diferente do que na Terra.

Porque é que a chama na Lua pode comportar-se de outra forma

Na Terra, a gravidade faz com que os gases quentes subam, puxando oxigénio fresco e mais frio para a base da chama. Em certas situações, quando um material é apenas marginalmente inflamável, isso pode levar a um fenómeno conhecido como "apagamento por sopro", que acaba por extinguir o incêndio.

Na Lua, esse fluxo também existe, mas é muito mais lento, o que permite que o oxigénio continue a ser reposto na chama sem gerar um movimento de vapores suficientemente rápido para criar condições de "apagamento por sopro".

Dito de outra maneira: materiais que, na Terra, talvez nem sejam verdadeiramente inflamáveis podem, na Lua, arder durante muito tempo.

Como é evidente, futuros exploradores lunares não querem um incêndio fora de controlo dentro do seu habitat. Por isso, e tendo em conta o prazo que se aproxima para a existência de uma presença tripulada permanente à superfície lunar, faz sentido perceber o mais cedo possível como prevenir este tipo de ocorrência.

Limitações do NASA-STD-6001B fora do ambiente terrestre

Durante décadas, a triagem de flamabilidade de materiais para voo tem assentado num ensaio da NASA chamado NASA-STD-6001B. O problema é que o espaço - e mesmo a Lua - tem nuances que um teste realizado em condições terrestres não consegue reproduzir.

Antes de mais, vale a pena perceber em que consiste o ensaio. O NASA-STD-6001B exige que se aplique uma chama de 15,2 cm (6 polegadas) à parte inferior de uma amostra de material montada na vertical. Se o material arder mais de 15,2 cm para cima a partir da base, ou se pingar detritos em combustão, reprova. À primeira vista, parece um critério sensato - mas há um detalhe decisivo: o teste é feito na Terra.

No ambiente terrestre, há ar em movimento, o que cria correntes convectivas. Além disso, existe um "cima" e um "baixo" bem definidos; em ambientes como a Estação Espacial Internacional (ISS), essas orientações, na prática, não se aplicam.

Como consequência, em microgravidade as chamas não apontam para "cima" - tendem a formar bolhas esféricas que se expandem lentamente, e a sua alimentação depende quase totalmente dos sistemas de ventilação da estação.

E desligar a ventilação não seria, por si só, uma solução. É verdade que a ausência de circulação de ar poderia abrandar um incêndio, mas também poderia deixar certos materiais em combustão lenta, à espera que as ventoinhas voltassem a ligar para reacender.

O que a NASA já aprendeu - e por que razão quer dados lunares

Uma abordagem ideal seria testar a física das chamas na própria ISS. A certa altura, investigadores chegaram a acender 1.500 pequenas chamas para estudar o funcionamento da combustão.

Ainda assim, por razões óbvias, a NASA prefere evitar incêndios suficientemente grandes para danificar materiais - isso significaria expor toda a estação habitável a uma chama aberta.

Em alternativa, a NASA recorreu anteriormente ao ensaio Spacecraft Fire Safety (Saffire). Estas experiências foram realizadas dentro de uma cápsula de carga Cygnus não tripulada, depois de se separar da ISS e antes de reentrar na atmosfera terrestre para se desintegrar.

Durante esses testes, as equipas incendiaram grandes folhas de algodão/fibra de vidro, tecido e acrílico para observar a forma como ardiam em microgravidade.

Os resultados revelaram uma física pouco intuitiva: por vezes, as chamas propagavam-se no sentido oposto ao do fluxo de ar e, noutros casos, queimavam com mais intensidade em materiais mais finos.

Os dados do Saffire foram suficientes para evidenciar divergências entre o padrão da NASA e a realidade do comportamento do fogo no espaço.

Daí, passou-se para a opção seguinte: testes em queda. O problema é que observar uma chama libertada numa torre de queda (5 segundos de ausência de peso) ou mesmo num voo parabólico (25 segundos de ausência de peso) não chega para avaliar que danos podem ocorrer ao longo de períodos mais prolongados.

É aqui que entra a experiência Flamabilidade de Materiais na Lua (FM2). A gravidade reduzida da Lua é, na verdade, um cenário ainda mais interessante para estudar a dinâmica das chamas.

A FM2 vai contribuir para esse estudo ao seguir para a superfície lunar numa missão do Serviço Comercial de Carga Lunar (CLPS). Já no local, uma câmara autónoma irá queimar quatro amostras de combustíveis sólidos sob gravidade lunar durante longos períodos - algo que, neste momento, não é possível replicar em mais lado nenhum. A câmara contará com câmaras, radiómetros e sensores de oxigénio para acompanhar, em tempo real, a chama e a atmosfera à sua volta.

Com isto, será criada a primeira ponte entre o comportamento teórico do fogo em gravidade parcial e o comportamento observado em 1G e em gravidade zero nos estudos anteriores.

E, de forma crucial, haverá minutos de dados, em vez dos poucos segundos disponibilizados pelos testes em queda e pelos voos parabólicos.

Ainda não se sabe se a NASA irá actualizar o seu padrão - enviar uma cápsula autónoma para testar chamas na Lua parece, à partida, algo demasiado caro.

Mas não há como substituir dados reais recolhidos no ambiente real, e a FM2 irá, pela primeira vez, fornecer medições sobre o comportamento das chamas a partir do nosso próximo grande posto avançado no Sistema Solar.

Cientistas e autores de ficção científica vão acompanhar estes resultados com particular atenção.

Este artigo foi originalmente publicado no Universe Today. Leia o artigo original.