https://frosthead.com

În spațiu, flăcările se comportă în moduri de care nimeni nu credea că este posibil

Testele recente la bordul Stației Spațiale Internaționale au arătat că focul în spațiu poate fi mai puțin previzibil și potențial mai letal decât este pe Pământ. „Au fost experimente”, spune inginerul aerospațial NASA, Dan Dietrich, „unde am observat incendii pe care nu credeam că ar putea exista, dar au făcut-o.”

Din această poveste

[×] ÎNCHIS

O imagine compozită de culoare falsă a focului în spațiu. Galbenul luminos urmărește calea unei picături de combustibil, micșorând pe măsură ce arde, producând funingine verde. (Paul Ferkul / NASA)

Galerie foto

Continut Asemanator

  • Impulsurile de foc Zero-G ca o meduză pe stația spațială

Că focul continuă să ne surprindă este el însuși surprinzător atunci când considerați că combustia este probabil cel mai vechi experiment al chimiei umanității, constând din doar trei ingrediente de bază: oxigen, căldură și combustibil.

Aici, pe Pământ, când o flacără arde, încălzește atmosfera din jur, făcând ca aerul să se extindă și să devină mai puțin dens. Atracția gravitației atrage un aer mai rece, mai dens, până la baza flăcării, deplasând aerul cald, care se ridică. Acest proces de convecție alimentează oxigen proaspăt cu focul, care arde până rămâne fără combustibil. Fluxul ascendent de aer este ceea ce conferă unei flăcări forma sa lacrimă și o face să pâlpâie.

Dar lucruri ciudate se întâmplă în spațiu, unde gravitația își pierde aderenta asupra solidelor, lichidelor și gazelor. Fără gravitație, aerul cald se extinde, dar nu se mișcă în sus. Flacăra persistă din cauza difuziei oxigenului, cu molecule de oxigen aleatorii în derivă în foc. Absent fluxul ascendent de aer fierbinte, incendiile în microgravitate sunt în formă de cupolă sau sferice - și lente, datorită fluxului de oxigen slab. „Dacă aprindeți o bucată de hârtie în microgravitate, focul se va strecura lent de la un capăt la celălalt”, spune Dietrich. „Astronauții sunt foarte încântați să facă experimentele noastre, deoarece focurile spațiale chiar arată foarte extraterestre.”

Astfel de incendii ar putea părea extrem de liniștite pentru oamenii obișnuiți cu natura capricioasă a flăcărilor pământești. Dar o flacără în microgravitate poate fi mai tenace, capabilă să supraviețuiască cu mai puțin oxigen și să ardă pentru perioade mai lungi de timp.

NASA are în minte aplicații practice cu cercetarea sa. Oamenii de știință speră să învețe dacă anumite materiale sunt mai inflamabile în spațiu și, astfel, să fie evitate. Experimentele sugerează că stingătoarele de la stația spațială care stârnește gazele la o flacără sunt mai puțin eficiente decât pe terra firma, deoarece acestea direcționează aer (și oxigen) către foc, oferind combustibil suplimentar.

Mai mult, datele obținute la bordul stației spațiale - prin experimente precum compararea modului în care focul se răspândește pe obiecte plate față de cele sferice - îi vor ajuta pe ingineri să înțeleagă mai bine comportamentul combustibilului și al flăcărilor pe Pământ, unde aproximativ 75% din puterea noastră provine dintr-o formă. de ardere.

Oamenii de știință din NASA sunt deosebit de încântați de aplicațiile potențiale pentru un tip de combustie bizar, fără precedent, pe care l-au observat în spațiu în primăvara trecută: Când anumite tipuri de combustibil lichid prind foc, ele continuă să ardă chiar și când flăcările par să fi fost stinse. Arderea combustibilului are loc în două etape. Primul foc arde cu o flacără vizibilă care se stinge în cele din urmă. Însă puțin după aceea, combustibilul reîncepe, luând forma de „flăcări reci” care ard la temperaturi mai scăzute și sunt invizibile cu ochiul liber.

Oamenii de știință nu au încă o explicație pentru acest fenomen. Însă inginerii spun că, dacă acest proces chimic ar putea fi duplicat pe Pământ, rezultatul ar putea fi motoarele diesel care folosesc flăcări reci pentru a produce mai puțini poluanți ai aerului.

Cercetătorul NASA, Paul Ferkul, spune că experimentele de microgravitate oferă o oportunitate unică de a studia dinamica de bază a focului "dintr-un punct de vedere mai fundamental", analizând procesele de ardere "care altfel ar fi mascate sau cel puțin complicate de gravitație".

În spațiu, flăcările se comportă în moduri de care nimeni nu credea că este posibil