NASA

SAFFIRE-III: Pyromanen im Weltraum

Cygnus Raumfrachter. Bild: NASA

Cygnus Raumfrachter. Bild: NASA

Um der Chronistenpflicht nachzukommen: SAFFIRE-III ist am 4. Juni 2017 erfolgreich verlaufen. Anders als der Titel vermuten lässt, handelt es sich mitnichten um eine Kinoproduktion. Hinter dem Akronym SAFFIRE (Spacecraft Fire Experiment) verbergen sich drei Versuche, die Brände in der Mikrogravitation erforschen. Das Feuerwehr Weblog berichtete hierüber schon mehrfach (siehe die Links am Ende des Artikels).  Das letzte Experiment von drei bisher geplanten Experimenten ist nun an Bord eines von der ISS abgekoppelten Orbital ATK Cygnus-Frachters (OA-7) gezündet worden. More

Apollo 1 brennt

Der Beginn des Brandschutzes in der Raumfahrt

Heute vor 50 Jahren, am 27. Januar 1967, kamen drei amerikanische Astronauten beim Brand der Raumkapsel Apollo 1 ums Leben. So tragisch dieser Unfall war, markiert dieses Ereignis den Beginn erhöhter Anforderungen an die Sicherheit in der Raumfahrt – und dazu gehörte auch der Brandschutz. So entwickelte die NASA mit dem Limiting Oxygen Index Test (LOI) ein Verfahren zur Ermittlung der Entflammbarkeit, der inzwischen auch in anderen industriellen Bereichen Anwendung findet und bei der NASA noch immer einer der Standardtestverfahren für Materialien ist, die ins All verbracht werden. Trotz sehr strenger Brandschutzvorschriften, gibt es noch immer relativ wenig Wissen rund um das Verhalten von Bränden in der Mikrogravitation. Die Forschung zum Thema Feuer und Entflammbarkeit in der Mikrogravitation, nimmt gerade erst wieder so richtig Fahrt auf, wie die bisher stattgefundenen SAFFIRE-Experimente (das Feuerwehr Weblog berichtete, u.a. hier) belegen.

Links im Feuerwehr Weblog

Externe Links

Tech-Watch: Im Auge behalten

Wie die Feldtheorie Feuerwehrleuten helfen kann

Der Verlust der Orientierung ist einer der häufigsten Ursachen von (tödlichen) Atemschutzunfällen (vgl. FWNetz: Man muss über Unfälle reden, um daraus lernen zu können). Rauch und Dunkelheit führen zum Verlust der Wahrnehmung von Größen und Distanzen. Während außerhalb von Gebäuden mittels GPS eine relativ genaue Angabe der Position möglich ist, gestaltet sich das Aufspüren von Personen (Feuerwehrangehörigen) und bisweilen auch die Kommunikation in Gebäuden eher schwierig.

Das NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena/Kalifornien (USA) hat ein System entwickelt, das Personen im Inneren von Gebäuden genau erfassen kann. POINTER (Precision Outdoor and Indoor Navigation and Tracking for Emergency Responders), so der Name des Systems, nutzt quasi-stationäre Strömungsfelder (siehe Wikipedia). Im Gegensatz zu Radiowellen oder Radar, die reflektiert werden, verhalten sich Strömungsfelder nicht wie Wellen und bieten sich deshalb für Navigations- und Ortungsfunktionen an.

Während elektromagnetische Wellen konstante Bewegungen über die Zeit darstellen, können Strömungsfelder stationär sein oder sich so langsam ändern, dass sie stationär erscheinen (quasi-stationär oder quasistatisch). Sie können sogar verwendet werden, um die verschiedenen Orientierungen der Geräte zu spüren. Damit lässt sich eine Verfolgungsvorrichtung konstruieren, die durch Aussendung eines quasi-statischen Strömungsfeldes anzeigt, wo sich die Person in einem Raum befand und wie sie orientiert war. Also ob sich ein Feuerwehrmann bspw. kriechend vorwärts bewegt oder mit dem Gesicht nach unten auf dem Boden liegt.

Grundsätzlich hat das JPL das System erfolgreich getestet, arbeitet nun aber an der weiteren Miniaturisierung der Geräte. [NASA JPL: New Technology Could Help Track Firefighters for Safety]

Tech-Watch: The 6th Sense

Feuerwehrleute vertrauen beim Vorgehen im Innenangriff auf ihre erlernten Routinen, ihre Ausbildung und vor allem auf ihr Sinne und Instinkte. Technische Hilfsmittel wie Wärmebildkameras ergänzen dies mittlerweile. Dass Big Data auch für den Innenangriff relevant sein kann, zeigt das NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena/Kalifornien (USA): Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) will man die Feuerwehrleute durch die Flammen lotsen.

Aufgabe der KI ist es Daten von Temperaturen, Gasen und anderen Gefahrenmerkmalen zu sammeln, auszuwerten und in Form von Empfehlungen auf einem mobilen Gerät oder auf einem am Kopf montierten Display anzuzeigen. Ferner behält die KI das komplette Team im Auge und gibt Vorschläge, wer was machen könnte. Die Kopplung mit dem „Internet der Dinge“ soll Daten angrenzender Räume ebenso erfassen, wie tragbare Sensoren an der Kleidung der Einsatzkräfte und Satellitenbilder etc. Kurz: Alle Daten die relevant sein könnten sollen erfasst werden.

Dadurch erhofft man sich ein besseres und vor allem schnelleres Lagebild, um gefährliche Situationen zu vermeiden.

Die AUDREY genannte KI (Assistant for Understanding Data through Reasoning, Extraction, and sYnthesis) ist Teil des vom amerikanischen DHS initiierten NGFR-Programms (Next Generation First Responder), welches Einsatzkräfte von Polizei, Feuerwehr und Rettungsdienst bei der Wahrnehmung der Einsatzumgebung unterstützen soll. [NASA JPL: A.I. Could Be a Firefighter’s ‚Guardian Angel‘]

SAFFIRE-II verlief erfolgreich

Brandversuche der NASA im Weltall – Teil II

Wie bereits Mitte Oktober geschrieben, führte die NASA am 21. November 2016 an Bord des unbemannten Raumfrachters Cygnus von Orbtial ATK mit SAFFIRE-II die zweite Versuchsreihe zur Entflammbarkeit und zum Brandverhalten in der Mikrogravitation durch.  Das Feuerwehr Weblog berichtete mehrfach über die Versuchsreihe (1, 2, 3, 4). Die NASA erklärte das Experiment zum Erfolg und veröffentlichte zwei Videos, die den Abbrand verschiedener Materialien zeigen. Das Team machte während der Brandversuche 100.000 Bilder (sic!). Diese und weitere Daten konnten bis zum 25. November heruntergeladen werden, bevor der Raumfrachter am 27. November in der Erdatmosphäre verglühte.

Eine Probe Acrylglasmaterial, das in den Raumfahrzeugfenstern verwendet wird, brennt an Bord des privaten Cygnus Frachtschiffs am 21. November 2016, während des Saffire-II Experiments der NASA. Bildquelle: NASA

Bildbeschreibung: Eine Probe Acrylglasmaterial, das in den Raumfahrzeugfenstern verwendet wird, brennt an Bord des privaten Cygnus Frachtschiffs am 21. November 2016, während des Saffire-II Experiments der NASA. Bildquelle: NASA

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Einsatz für die Weltraumfeuerwehr

Der nächste Brand im Weltraum

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Ein Brand an Bord von Raumfahrzeugen (und Raumstationen) gehört wohl zu den Worst Case Szenarien der bemannten Raumfahrt, nicht nur wegen der destruktiven Auswirkungen von Feuer und Rauch, sondern auch deshalb, weil relativ wenig über das Verhalten von Feuer in der Mikrogravitation bekannt ist. Im Juni 2016 führten Wissenschaftler mit SAFFIRE-I, das erste, von drei geplanten, kontrollierten Brandexperimenten in größerem Umfang an Bord eines zur Erde zurückkehrenden Raumfrachters durch (das Feuerwehr Weblog berichtete). Bald soll nun der zweite Teil – SAFFIRE-II – folgen.

Hierzu startete am 18. Oktober 2016 eine Antares Rakete von Orbtial ATK, die ein Cygnus-Raumfrachter (OA-7) mit Nachschub und verschiedenen Experimenten zur ISS brachte. Mit an Bord sind insgesamt zwei Experimente, die mit Feuer und Bränden zu tun haben. More

Wie die NASA der Feuerwehr hilft

Auf den ersten Blick ruft die Überschrift Widerspruch hervor, ist denn die NASA nicht eher für die Erzeugung überwältigenden Bilder von weit entfernten, interstellaren Nebeln, die Erforschung marsianischer Landschaften oder den Betrieb der ISS verantwortlich? Sicher, aber die NASA entwickelt auch Technologien für die Raumfahrt und eben diese Technologien finden auch Anwendung auf der Erde. Und wer genauer hinsieht, erkennt Parallelen zwischen dem Beruf des Astronauten und dem des Feuerwehrangehörigen. Beide arbeiten in Räumen, die extremen Bedingungen ausgesetzt sind: Im Weltraum gibt es extrem heiße Oberflächen, wenn der Sonnenstrahlung ausgesetzt und ebenso extrem kalte Flächen in den Schatten. Klar, dass es hier Materialien bedarf, die sich diesen Extremen widersetzen können.

Die Seite Webseite „How Stuff works“ widmet sich der eingangs gestellten Frage und zeigt, wo es Berührungspunkte zwischen der Feuerwehr und NASA-Technologien gibt: Von Textilien über persönliche Schutzausrüstung bis hin zur Brandlokalisierung. [science.howstuffworks.com]

Brandstiftung im All – die ersten Bilder

Wie am Donnerstag berichtet (->Brandstiftung im All), entfachte die NASA im Rahmen des SAFFIRE-I Experimentes (->Condition Red – Alarm im Weltraum) einen Brand an Bord eines zur Erde zurückkehrenden Orbital ATK Cygnus Raumfrachters. Mittlerweile hat das NASA Glenn Research Center die ersten Daten erhalten und hat bisher zwei Videos veröffentlicht (wobei ich nur das mit Feuer einbinde).

Das Video zeigt das Hauptexperiment, in dem das Gewebe auf der linken Seite von einem heißen Draht entzündet wurde. Insgesamt brannte und glimmte der ein Meter lange Teststreifen etwa acht Minuten.

Saffire-I sah das Abbrennen eines Testfilms von einem Meter Länge und 40 Zentimetern Breite innerhalb einer Metallbox vor. Der Film bestand aus dem SIBAL-Textil, das ist eine Mischung aus 75 Prozent Baumwolle und 25 Prozent Fiberglas – letzteres war deshalb eingewebt, um ein (Ab)Reißen der Baumwolle während des Experiments zu unterbinden. Der Behälter enthielt neben dem Brennstoff zwei den Luftzug regulierende Lüfter sowie eine Reihe von Sensoren, die Temperatur, Sauerstoff und Kohlendioxid maßen.

Dieses und die noch folgenden Experimente sollen helfen, das Verhalten von Bränden in der Mikrogravitation zu verstehen, um für zukünftige Langzeitmissionen entsprechende Vorkehrungen hinsichtlich vorbeugenden und abwehrenden Brandschutzes zu treffen.

Condition Red – Alarm im Weltraum

SAFFIRE – Die NASA erforscht Brände im All

Gabeln werden auf Teller gelegt, das Rascheln der Zeitungsseiten unterbrochen und die Lautstärke des Fernsehgeräts reduziert, als der schrille Alarmton die Frauen und Männer der Raumwache auffordert, der folgenden Durchsage zu lauschen:

„Einsatz für Löschraumgleiter 81, Rüstsfähre 3 und Rettungsflieger 61. Brand auf Raumstation 51, Modul 42!“

Mit geübter Eile und gewohnten Griffen ziehen die Weltraumretter ihre feuerhemmenden Schutzanzüge an, begeben sich auf ihre Fluggeräte und spielen in Gedanken die Schritte des Notfallprogramms für Raumstationen durch. Was noch vor wenigen Jahren Astronauten und Techniker vor große Herausforderungen stellte, ist für die Feuernauten inzwischen eine Routineangelegenheit: Brände im Weltraum. Die Grundlagen hierfür wurden zu Beginn des 21. Jahrhunderts gelegt, als eine Reihe von Experimenten, das Verständnis von Brandverläufen in der Mikrogravitation beförderte.

Soweit ein kleines, in der Zukunft angesiedeltes Gedankenspiel, dessen Grundannahme ganz und gar nicht fiktional ist: die Erforschung von Feuer und Brandverläufen in der Mikrogravitation und an Bord von Raumfahrzeugen. Vor mittlerweile zwei Jahren hatte ich bereits mit dem Artikel „(K)ein Feuer in der Schwerelosigkeit[1] auf die Problematik von Bränden im Weltraum und die schwache Forschungslage hingewiesen. NASA und ESA wollen nun mit einer Reihe von Experimenten die Datenlage erweitern, ein Brand auf der ISS käme nämlich einem Worst-Case-Szenario gleich. More