What had been a peaceful and productive mission for the six men aboard the Russian space station Mir, including U.S. astronaut Jerry Linenger, nearly became a tragic nightmare during the evening of Feb. 24, 1997. A lithium-perchlorate canister, designed to generate oxygen via a chemical reaction, suddenly burst into flames when activated. Although the fire was quickly subdued, a dense, life-threatening smoke — different in form and movement from its gravity bound counterpart on Earth — rapidly filled the station. Being confined in a limited area 360 kilometers (224 miles) above the nearest fire brigade made the situation even more precarious. “You can’t just open a window to ventilate the room,” commented cosmonaut Aleksandr Lazutkin in a NASA report about the incident.
幸运的是，MIR备案的逻辑思维和快速行动限制了火灾的影响，并阻止了发生任何伤害或冒烟相关的并发症。但是那一天的经验教训没有被美国航空航天局遗忘。自2002年以来，与国家标准和技术研究所（NIST）合作，空间机构一直密切地研究微重力烟雾的行为，作为开发快速，敏感和可靠的方法来检测空间的基础。在一个新的论文中消防安全》杂志（FSJ），美国宇航局和NIST研究人员的团队描述了他们如何看待常用的船员船长船员的五种材料产生的烟雾粒子，定义了它们的特征，并评估了两个传统系统可以检测到它们的特征。
因为并非所有的颗粒都是持续检测到的，研究人员建议“下一代航天器火灾探测器必须改善和测试来自相关空间材料的烟雾。”
在太空中检测到火灾需要一个比在地球上非常不同的过程。这里，浮力 - 依赖于重力 - 使热气体上升并使火焰延伸成长而尖的形状。烟雾粒子也上升，这就是为什么我们将探测器放在天花板上。在微匍匐性中，没有浮力，因此火焰是球形的，烟雾通常聚集成大颗粒或长链围绕所有方向扩散。因此，国际空间站（ISS）和其他现代航天器上的烟雾探测器放在通风系统内，而不是在隔间墙上（在航天器中没有“上下”，无论如何都要定义天花板。）。
此外，船上的船舶可能成为火灾的燃料的材料与陆地环境中的潜在可燃物不同。这意味着在微匍匐的火灾中产生的烟雾也可能具有不同的性质，这取决于源，并且在为机组车辆设计有效的烟雾探测器时，必须考虑这些特性。
为了科学地定义太空中烟雾粒子的特性和行为，NASA和NIST在国际空间站上进行了烟雾和气溶胶测量实验(SAME)。这项长期研究的结果将在新杂志中进行讨论FSJ纸。
同样研究了五种材料生产的烟雾颗粒通常被发现的船上的宇宙飞船：纤维素，以棉灯芯的形式;Kapton，一种用于隔热的聚合物;硅橡胶，用于密封和垫圈;铁氟龙，用于绝缘线;和Pyrell，一种用于包装物品的聚氨酯泡沫，以在发射和重新入口的力量中存活。
用钢丝丝包裹的样品被ISS宇航员装入一个封闭在车站的手套箱内的可旋转转盘。然后，软件程序将对电线施加电流以加热材料并产生烟雾。然后将烟雾“老化”在一个腔室中，模拟在真空情景中积聚的时间。在每个运行中，老化的烟雾被引导到六个装置：样品收集器（用于在地球上定义烟雾颗粒形态的电子显微镜分析），粒子计数器，商业烟雾检测器和用于用于的质量监测器测量粒度和两个不同的航天器烟雾探测器，在航天飞机程序和光电系统中使用的电离模型现在乘坐ISS。
“通过控制和改变三个因素：采样率加热，通过加热材料的气流和烟雾的年龄产生，我们获得了关于烟雾的有价值的数据，来自各种可能的火灾条件，”汤姆清洁说：作者在这一点FSJ论文和NIST工程师校准同一设备。
评估目前的ISS烟雾探测器的性能产生了稍微令人不安的发现。
“由于纤维素、硅酮和派瑞尔样品过热而产生的大烟雾颗粒很容易被国际空间站的光散射光电探测器捕捉到，”Marit Meyer说，她是俄亥俄州克利夫兰的美国宇航局格伦研究中心的研究航空航天工程师，也是该研究的第一作者FSJ纸。“然而，它经常无法检测到来自特氟龙和卡普顿的更小的烟雾颗粒，这是一个大问题，因为这两种材料都广泛用于电子产品，而电子产品是太空中最有可能的火源和烟雾源。”
Meyer补充说，旧的电离探测器从太空飞行时代的速度略微略微略高于Teflon烟雾。
“考虑到广泛的材料和加热条件下可能的宇宙飞船火灾中,以及并发症等舱室环境背景气溶胶灰尘,我们得出的结论是,目前没有一个烟雾检测方法足够敏感检测所有可能的烟雾粒子大小,”她说。“需要更多的研究来更好地了解火灾在微重力下的行为，进而如何通过它们产生的任何类型的烟雾，最好地尽早探测到它们。”
帮助提供知识是NASA消防研究的目标，航天器消防实验，也称为Saffie。在2016年和2017年进行的三次测试期间，无人机的ISS货船在他们任务结束时被转变为轨道消防实验室，配有探针，传感器，摄像机和其他复杂设备。地面船员远程点燃了Saffire燃料样品，监测了测试的进度，并收集了产生的火灾数据。每个实验拟合在地球大气中燃烧的车辆结束。
2019年和2020年还将进行三次藏红花燃烧，这也将包括烟雾颗粒的测量。与SAME一样，NIST的clearary校准了项目中使用的所有烟雾粒子仪器。
功能图片来源:在地球重力作用下(左图)和微重力作用下(右图)的烛光显示了它们燃烧的不同。重力作用下，火焰长而尖;在微重力下，它是球形的。图片来源:美国宇航局约翰逊航天中心
了下:航空航天+防御
