https://frosthead.com

Kosmoses peavad leegid toimima viisil, et keegi ei oleks võimalik

Värsked katsed rahvusvahelise kosmosejaama pardal on näidanud, et tulekahju kosmoses võib olla vähem ettearvatav ja potentsiaalselt surmavam kui Maa peal. "Seal on tehtud katseid, " ütles NASA lennundusinsener Dan Dietrich, "kus me vaatlesime tulekahjusid, mis meie arvates ei eksisteerinud, kuid toimusid."

Sellest loost

[×] SULETUD

Liitvaletähenduslik pilt tulest kosmoses. Erekollane jälgib tilga kütuse teed, põlemisel kahaneb, tekitades rohelise tahma. (Paul Ferkul / NASA)

Pildigalerii

Seotud sisu

  • Zero-G tuleimpulssid nagu millimallikas kosmosejaamas

See tulekahju üllatab meid jätkuvalt, iseenesest on üllatav, kui arvestada, et põlemine on tõenäoliselt inimkonna vanim keemiakatse, mis koosneb vaid kolmest põhikomponendist: hapnikust, soojusest ja kütusest.

Siin Maal, kui leek põleb, soojendab see ümbritsevat atmosfääri, põhjustades õhu laienemist ja muutumist vähem tihedaks. Raskusjõud tõmbab leegi põhjani külmema ja tihedama õhu, tõrjudes kuuma õhu üles, mis tõuseb. See konvektsiooniprotsess toidab tulele värsket hapnikku, mis põleb seni, kuni kütus saab otsa. Õhuvool ülespoole annab leegile pisarakuju ja paneb selle virvendama.

Kuid kummalisi asju juhtub kosmoses, kus gravitatsioon kaotab tahkete ainete, vedelike ja gaaside haarde. Ilma gravitatsioonita kuum õhk laieneb, kuid ei liigu ülespoole. Leek püsib hapniku difusiooni tõttu ja juhuslikud hapniku molekulid triivivad tules. Kuuma õhu ülesvoolu puudumisel on mikrogravitatsiooni tulekahjud kupli- või sfäärilised - tänu nõrgale hapnikuvoolule loid. "Kui süütate paberitüki mikrogravitatsiooni mõjul, hiilib tuli lihtsalt aeglaselt ühest otsast teise, " ütleb Dietrich. "Astronaudid on kõik meie eksperimentide tegemisest väga huvitatud, sest kosmosetulekahjud näevad tõesti üsna võõrad."

Sellised tulekahjud võivad inimestele, kes on harjunud maiste leekide kapriisses olemuses, tunduma kohutavalt rahulikult. Kuid mikrogravitatsiooni leek võib olla tugevam, suudab ellu jääda vähem hapnikku ja põleb pikema aja jooksul.

NASA peab oma uurimistööga silmas praktilisi rakendusi. Teadlased loodavad teada saada, kas teatud materjalid on kosmoses tuleohtlikumad, ja seda tuleb seetõttu vältida. Katsed näitavad, et kosmosejaama tulekustutid, mis pritsivad gaase leegi korral, on vähem efektiivsed kui terra firmal, kuna need juhivad õhku (ja hapnikku) tulele, pakkudes täiendavat kütust.

Lisaks aitavad kosmosejaama pardal saadud andmed - näiteks selliste katsete kaudu nagu tule leviku tasapinnalisel võrdlemisel sfäärilistega - inseneridel paremini mõista kütuse ja leekide käitumist Maal, kus umbes 75 protsenti meie energiast pärineb mingist vormist põlemisest.

NASA teadlased on eriti põnevil nende veidrate, enneolematute põlemistüüpide võimalike rakenduste pärast, mida nad eelmisel kevadel kosmoses täheldasid. Kui teatud tüüpi vedelkütus süttib, põlevad nad jätkuvalt isegi siis, kui leegid on kustunud. Kütuse põlemine toimub kahes etapis. Esimene tuli põleb nähtava leegiga, mis lõpuks kustub. Kuid vahetult pärast seda taastub kütus, mis on jahe leegid, mis põlevad madalamal temperatuuril ja on palja silmaga nähtamatud.

Teadlastel pole selle nähtuse kohta veel seletust. Kuid insenerid väidavad, et kui seda keemilist protsessi saaks Maa peal dubleerida, võiksid tulemuseks olla diiselmootorid, mis kasutavad jahedaid leeke vähem õhusaasteainete tekitamiseks.

NASA teadlase Paul Ferkuli sõnul pakuvad mikrogravitatsiooni katsed ainulaadse võimaluse uurida tulekahju dünaamikat “põhimõttelisemast aspektist”, vaadates põlemisprotsesse, “mis muidu oleksid maskeeritud või vähemalt raskusjõu mõjul keerulised”.

Kosmoses peavad leegid toimima viisil, et keegi ei oleks võimalik