国际月球科研站着火了怎么办？在线等，急！ | 袁岚峰

【地点：月球基地】

袁岚峰：等等，这根蜡烛真的能点吗？

在地球上，它只是一簇小火苗。但在月球上，它可能意味着一种完全不同的危险。

袁岚峰：在地球的重力下，我们点燃一根蜡烛。这时候火焰加热周围的空气，热空气变轻就会往上跑，周围的冷空气带着新鲜氧气，从下面补过来。火焰周围，就形成了一股看不见的上升气流。这股上升气流把火苗拉长了，变成了我们熟悉的泪滴型。同时，火焰有些地方燃烧得不够充分，就会产生细小的碳烟颗粒。这些颗粒像黑体一样，辐射出连续的可见光。所以，人眼看起来火苗就又黄又亮。

袁岚峰：可是，当我们把这根蜡烛，带到38万公里外的月球基地，月球火焰还会向上燃烧吗？

【地点：中国科学技术大学火灾安全全国重点实验室】

袁岚峰：为了搞清楚这件事，我从月球又来到了中国科学技术大学火灾安全全国重点实验室，在这听听胡隆华老师怎么说。

胡隆华：这是一个非常有趣的问题啊。前面我们已经看到，就是哪怕对于这种最基本的燃烧现象，比如说蜡烛的燃烧，那么浮力都是发挥着至关重要的作用。当我们来到了月球，月球是一个典型的低重力环境，它的重力加速度只有地球的六分之一。那么在空间微重力或者低重力情况下，自然对流大大降低，甚至没有。那这个时候，维持燃烧的氧气与燃料的之间的混合，主要靠分子扩散运动，从而呈现出不足的一种状况。

胡隆华：那么这个时候，这个火焰为了维持自己的生命，它会想出自己的办法，出现一些很有趣的现象。比如说如果是一个固体可燃物的表面，人们就发现，它可能在表面火蔓延过程中，形成像指尖状的一个结构，从而增大自身火焰与氧气的接触面积，来维持它的燃烧。而更为重要的一个事情是什么呢？就是说我们在国际空间站发现了冷焰。在地球常重力环境下呢，我们知道这个火焰的温度可以到1000度。而在空间站微重力环境下呢，科学家们发现了温度仅200、500度的冷焰，这也被国际空间站列为近二十年20大科学发现之一。那么这种微弱的维持低温燃烧的火焰，它一旦遇到可燃物，还会继续燃烧。所以说，它就像一个幽灵和一个隐形杀手，时刻威胁着我们航天器的安全。

袁岚峰：按照现在的计划，2035年我国要在月球南极建设国际月球科研站，所以研究月球火灾，确实是个非常现实的问题啊。

胡隆华：是的。举一个简单的例子，大家在我们的房间里面，我们可以看到，顶棚上我们会装一些火灾探测器。因为地球的浮力比较强，它可以迅速把火灾产生的这种产物，比如说烟颗粒、气体，输送到顶棚，它会在火灾的极早期来报警。那么在月球上呢，这种探测器到底怎么样安装，它怎么样来实现报警，可能完全不一样。由于它是个低重力的环境，这个时候它的产物呢，可能会被微弱的通风气流，带到我们的管道里、一些狭缝里。所以说，首先我们这个探测器的布设位置，可能要重新考虑。另外一个，我们的探测器呢，是根据火灾产生的这种产物，比如说颗粒，比如说气体成分，它的阈值来进行报警的。

胡隆华：那么我们已经发现了，在月球弱重力环境下呢，它的颗粒的形貌，比如说它的尺寸，它的半径，它的维数等，会与地面常重力显著不同。同样它的产物，比如说它的一氧化碳等等也会显著不同。所以说，我们如果仅仅是照搬地球上的措施到太空里面，可能会出现误报或者漏报。比如说我们大家都知道，我们神七航天员在出舱的时候，就出现了一个误报的一个火警，这也是证明，我们需要在月球重力的环境下，来重新审视我们的防火问题。

袁岚峰：真是防不胜防啊。

胡隆华：是的。在太空探索的过程中呢，防可能比灭更为重要。所以防呢，我们就是要实现，在我们运送到空间里的材料，使它烧不起来。那我们要对它进行一些阻燃，或者是减毒、降烟的一些措施。这里面也有一个非常有意思的一个现象、结论，就是说我们可以看到，在太空里微重力的火焰，它是一个更淡的、更微弱的一个状态，温度也更低。那么这是否意味着，我们在空间里的火灾，它更容易熄灭或者更安全？

胡隆华：事实并不是这样。在这里面对材料的评价，有一个非常重要的指标叫熄火极限氧浓度。就是我们把这个环境的氧气浓度，降到一定程度，这个火灾火焰就不能维持。我们已经明确地发现，在空间微重力的环境下，我们需要更低的熄火极限氧浓度才能达到熄灭火焰的目标。也就是说它更难熄火。所以说，我们需要来重新审视我们这个材料，在空间这种微重力或者低重力，比如说月球低重力环境下，它的材料安全标准。

胡隆华：当然，灭可能是更困难的。因为一旦空间太空里面发生火灾，比如说空间站，或者月球科研基地发生火灾，因为它没有办法像地面上一样，利用那么多的灭火资源来实现灭火。

所以第一步，它可能要将火灾扼杀在萌芽状态。比如说很小的火焰的时候，它可能会有一些便携式的这种灭火器，或者灭火手套把它灭火。但一旦火灾进一步扩散以后，我们首先要做的事情是，要阻止向着火区域的进一步通风，从而降低向着火区域的进一步供应新鲜的氧气，从而达到控制火灾，使它不进一步蔓延的目的。通风呢，还可能把我们火灾产生的烟等毒性气体，带到其他区域。

胡隆华：另外一个方面呢，我们要切断电源，寻找火源发生的位置，然后再向火源燃烧区域输送惰性气体，比如说二氧化碳等灭火剂，来抑制这个火焰，达到灭火的目的。这个火灾发生以后，包括我们火灾产生一些危险的产物，我们也可能需要一些措施来进行洗消，使这个环境，回到我们发生火灾以前的状态。

胡隆华：那么在未来，我们也可以发展月球基地的智能机器——灭火机器人。那么这样的机器人，可以实现自动的寻找火焰的位置，自动的高效的扑灭火灾的一个目的，从而达到有效的控制火灾的一个效果。”

袁岚峰：几百万年前，人类掌握的第一种自然力量就是火。但当我们走向深空的时候发现，我们又需要重新学习如何驾驭火焰。无论环境如何改变，人类探索未知、守护文明的科学之火，将生生不息，向上燃烧。

■ 作者简介

袁岚峰

中国科学技术大学科技传播系副主任

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员

科技与战略风云学会会长

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