https://frosthead.com

I rummet opfører flammer sig på måder, som ingen troede var mulige

Nylige tests ombord på den internationale rumstation har vist, at brand i rummet kan være mindre forudsigelig og potentielt mere dødbringende end den er på Jorden. "Der har været eksperimenter, " siger NASAs luftfartsingeniør Dan Dietrich, "hvor vi observerede brande, som vi ikke troede kunne eksistere, men gjorde."

Fra denne historie

[×] LUKKET

Et sammensat billede af falsk farve af ild i rummet. Den lysegule sporer stien for en dråbe brændstof, som krymper, mens den brænder, hvilket producerer grøn sod. (Paul Ferkul / NASA)

Fotogalleri

Relateret indhold

  • Nul-G-brandpulser som en vandmand på rumstationen

At ilden fortsat overrasker os, er i sig selv overraskende, når man overvejer, at forbrænding sandsynligvis er menneskehedens ældste kemieksperiment, der kun består af tre basale ingredienser: ilt, varme og brændstof.

Her på Jorden, når en flamme brænder, opvarmer den den omgivende atmosfære, hvilket får luften til at ekspandere og blive mindre tæt. Tyngdekraften trækker koldere, tættere luft ned til bunden af ​​flammen og forskyder den varme luft, der stiger. Denne konvektionsproces tilfører frisk ilt til ilden, der brænder, indtil det løber tør for brændstof. Den opadgående strøm af luft er det, der giver en flamme sin tåreværneform og får den til at flimre.

Men underlige ting sker i rummet, hvor tyngdekraften mister grebet om faste stoffer, væsker og gasser. Uden tyngdekraft udvides varm luft, men bevæger sig ikke opad. Flammen vedvarer på grund af diffusionen af ​​ilt, med tilfældige iltmolekyler, der driver ind i ilden. Fravær den opadgående strøm af varm luft, brande i mikrogravitet er kuppelformet eller sfærisk - og træg, takket være den magre iltstrøm. ”Hvis du tænder et stykke papir i mikrogravitet, vil ilden bare langsomt krybe sammen fra den ene ende til den anden, ” siger Dietrich. ”Astronauter er alle meget begejstrede for at udføre vores eksperimenter, fordi rumbrande virkelig ser ganske fremmed ud.”

Sådanne brande kan forekomme uhyggeligt rolige for mennesker, der er vant til den jordiske flammes lunefulde natur. Men en flamme i mikrogravitet kan være mere ihærdig, i stand til at overleve på mindre ilt og brænde i længere perioder.

NASA har praktiske anvendelser i tankerne med sin forskning. Forskere håber at lære, om visse materialer er mere brandfarlige i rummet og dermed undgås. Eksperimenter antyder, at rumstationsbrandslukkere, der sprøjter gasser ved en flamme, er mindre effektive end på terra firma, da de dirigerer luft (og ilt) til ilden, hvilket giver yderligere brændstof.

Desuden vil de opnåede data ombord på rumstationen - gennem eksperimenter som sammenligning af, hvordan brand spreder sig på flade genstande kontra sfæriske, hjælpe ingeniører med at forstå opførslen af ​​brændstof og flammer på Jorden, hvor cirka 75 procent af vores magt kommer fra en eller anden form af forbrænding.

NASA-forskere er især begejstrede for de potentielle anvendelser af en bisarr, hidtil uset forbrændingstype, de observerede i rummet i det forløbne forår: Når visse typer flydende brændstof tænder, fortsætter de med at brænde, selv når flammerne ser ud til at være slukket. Brændstofforbrændingen finder sted i to trin. Den første brand brænder med en synlig flamme, der til sidst går ud. Men kort efter genlyder brændstoffet i form af "kølige flammer", der brænder ved lavere temperaturer og er usynlige for det blotte øje.

Forskere har endnu ikke en forklaring på dette fænomen. Men ingeniører siger, at hvis denne kemiske proces kunne duplikeres på Jorden, kunne resultatet være dieselmotorer, der bruger kølige flammer til at producere færre luftforurenende stoffer.

NASA-forsker Paul Ferkul siger, at mikrogravitetseksperimenterne giver en unik mulighed for at studere den underliggende dynamik af ild "fra et mere grundlæggende synspunkt" ved at se på forbrændingsprocesser "der ellers ville blive maskeret eller i det mindste kompliceret af tyngdekraften."

I rummet opfører flammer sig på måder, som ingen troede var mulige