作者:马翰青 来源:中国科学报 发布时间:2012-1-19 13:54:53
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气溶胶测量实验显示烟雾微粒并非全都“相同”
 
如果想知道哪里有烟雾,需要一个有效的烟雾探测器,它能够发现烟雾微粒和灰尘之间的差异。然而,在微重力环境下的国际空间站,区分真正的火灾和火警虚报之间的差异却不是那么简单。
 
为了有效地检测太空环境中的烟雾,美国宇航局格伦研究中心的研究人员,在空间站上设置了烟雾气溶胶测量实验(SAME)。这个实验最初是在2007年进行,并在2011年第二次开展研究。
 
美国宇航局格伦研究中心参与该实验的主要研究员David Urban说:“SAME实验中涉及到多种航天器材料,我们将对其进行加温至过热并产生烟雾,利用探测器对烟雾进行采样,并设置测量烟雾粒度的大小分布,从而建立一个可靠、准确的早期火灾预警系统。”
 
通过探测空气中烟雾微粒大小的变化来对火灾进行预警。此外,烟雾有很多微粒组分,一般包括烟尘、灰烬、聚合物、固体甚至液体。明火火灾烟雾中的主要成分是烟尘。一般在火灾初期、焖烧、炭化和烧焦过程中,产生的烟雾成分更加复杂。初期火灾预警的目标是建立一个基于空间的火灾探测系统。
 
Urban说,目前在国际空间站上使用的烟雾探测器是根据地球上探测器的重力变化改进的。除了从本实验中学到的知识外,人们对烟雾的认识只是基于地球重力的经验。首次实验发现,在失重环境下,燃烧实际上可能有更多的时间生成烟雾微粒。微粒大小的差异足以影响烟雾探测器的最佳设计。该目标是设计出低重力环境下误报率非常低的烟雾探测器,要实现这个目标,需要知道微粒的大小,并与灰尘等其他干扰背景源相区分。
 
最初的SAME实验中,用透射电子显微镜(TEM)阵列采集的烟雾样本是有问题的。Urban说:“早期实验中,我们并不知道TEM在其装配过程中的什么地方曾被污染,致使污染物和烟雾难以区分。”因此,项目团队反复用新样本进行实验。所有探测器的设备仍在国际空间站上的原位置,只是需要不断更新采样样本,并确保TEM观测整列未受到污染。
 
在实验开展的过程中,美国宇航局格伦中心的工程师与其他研究机构合作开发了可以实时测量粒子大小和获取粒子特征的多参数气溶胶散射传感器(MPASS)。该设备荣获《R&D》杂志的“R&D 100 award winner”奖,这是国际知名的表彰取得重大创新进展的科技研发奖项。(马翰青)
 
《中国科学报》 (2012-01-19 A2 国际)
 
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