Füstérzékelő súlytalanságban
(Rovat: Új eszközök és anyagok, Az űrállomás és az USA , Az emberi élet védelme - 2012.01.17 07:15.)

A Nemzetközi Űrállomáson 2007-ben és 2011-ben is repült az a kísérlet, aminek nyomán biztonságosabbá tehető a fedélzeten a tűzjelző rendszer. Az eredményeket a földi füstérzékelők továbbfejlesztéséhez is alkalmazzák.

Ha tűz üt ki, az füsttel is jár. A biztonságos automatikus tűzjelző berendezéshez – aminek kiemelt fontosságát az űrállomás esetében sem kell külön magyarázni – fontosak a megbízhatóan működő füstérzékelők. A cél nem csak a valódi tüzek idejében történő jelzése, de az is, hogy elkerüljék a hamis riasztásokat. Hibás tűzjelzést okozhat, ha a berendezés nem tudja jól megkülönböztetni a levegőben levő porszemcséket a füstben lebegő részecskéktől.

A Nemzetközi Űrállomás (ISS) füstérzékelőit jobb híján földi tapasztalatok alapján készítették, bár a súlytalanság állapotában lehetnek különbségek a műszerek működésében. A jelenség tüzetes vizsgálatára készült a NASA Glenn Kutatóközpontjában a SAME (Smoke Aerosol Measurement Experiment). Az először 2007-ben repült kísérlet a füst aeroszoljainak viselkedését vizsgálta. Másodszor nemrég, 2011-ben is végrehajtották, részben új eredmények reményében, részben mert a korábbi berendezés nem mindenben működött megfelelően.

Shannon Walker amerikai űrhajósnő, az ISS 24. személyzetének tagja a SAME kísérlettel dolgozik, a Columbus laboratóriumban. (Képek: NASA)

A SAME keretében különféle, az űreszközök építéséhez használt anyagok füstjét vizsgálták. A mintákat túlhevítették és a keletkező részecskék tömegeloszlását elemezték. A mérési eredmények birtokában finomítható a füstjelzés módszere és növelhető a riasztás gyorsasága. Hagyományosan a tűzjelzés azon alapul, hogy a füstérzékelők a levegőben szálló mikroszkopikus részecskék mennyiségének változását detektálják. A füstben korom, hamu, egyes műanyagok, szilárd vagy akár folyékony halmazállapotú részecskék fordulnak elő. A korom például a nyílt lánggal égő tüzek füstjére a legjellemzőbb. Bonyolultabb összetételű a még csak kezdődő tüzek füstje. Az űrállomáson pedig a fő cél természetesen a kezdeti stádiumban levő esetleges tűzre figyelmeztető riasztás. Az első SAME eredmények alapján az ISS-en a tűznek több időbe telt füstöt fejleszteni, mint a megszokott földi körülmények között.

Az űrállomáson végrehajtott két kísérlet közti időszakban a Glenn Kutatóközpont mérnökeinek részvételével kifejlesztették az MPASS (Multi-Parameter Aerosol Scattering Sensor) nevű, valós időben működő aeroszol-érzékelőt, amely egyébként innovációs díjban is részesült. A munkában felhasználták az első ISS-kísérlet eredményeit is. Az MPASS által kiváltott korábbi érzékelőtípus a füstrészecskéknek csak az egyik jellemző tulajdonságát, a koncentrációját figyelte. Az új berendezés az aeroszolok méretét, felületük nagyságát is képes megbecsülni. Így biztosabbá válik a füst és a por megkülönböztetése. A jövő füstérzékelői a részecskék méret szerinti eloszlása alapján meg tudják majd mondani, hogy valódi tűzből származó füstről, vagy csak szálló porról, hamis tűzriasztásról van szó. A megbízható tűzjelzőknek nem csak az ISS-en, de más helyeken, különösen zárt terekben (például tengeralattjárókon, víz alatti kutatólaboratóriumokban, de bányákban, ipari létesítményekben) lehet szerepük az életek és az anyagi javak megóvásában.