Может ли возникнуть огонь в космосе. Огонь в космосе
На околоземной орбите случился самый крупный в истории космонавтики пожар. Возгорание началось в грузовом корабле Cygnus, который накануне отстыковался от Международной космической станции. Пожар, правда, этот — учебный, а точнее -
экспериментальный, а провести его ученые задумали давно, установка для этого эксперимента была запущена вместе с кораблем еще в марте этого года.
NASA Горение свечи в космосе и на земле
Источником огня стала раскаленная проволока, которая подожгла большой кусок материи из хлопка и стекловолокна размером 1 м на 40 см. Горящая тряпка не опасна — она горела в специальном двухкамерном контейнере. Одна камера содержала материалы, которые, собственно, и должны были гореть, во второй находилась аппаратура для контроля и слежения за рукотворным пожаром — различные датчики и камеры высокого разрешения.
Необычный эксперимент ставился для того, чтобы лучше понять механизмы распространения огня в условиях невесомости. Это поможет защитить будущих астронавтов во время длительных космических командировок, поскольку угроза возникновения открытого огня — один из главных рисков пребывания астронавтов в космических кораблях.
Самым известным пожаром в истории пилотируемой космонавтики стало возгорание, которое случилось на борту станции «Мир» 23 февраля 1997 года. Пожар возник в результате неисправности кислородной шашки регенерации атмосферы, когда на борту находился международный экипаж из шести человек.
Тогда возгорание удалось ликвидировать, а членам экипажа пришлось надеть противогазы.
«Огонь в отсеке вызывает серьезную озабоченность в NASA», — пояснил руководитель эксперимента Гарри Рафф.
Эксперимент Spacecraft fire Experiment, или Saffire-1, станет крупнейшим пожаром в космосе, однако далеко не первым. В прошлых опытах ученые также экспериментировали с открытым горением, но тогда размеры открытого пламени не превышали размеров пластиковой карточки.
Понять и экспериментально выяснить, как происходит открытое горение в невесомости, ученые пытаются не одно десятилетие. За последние годы на орбите было проведено множество экспериментов по изучению формы и температуры пламени при горении разных веществ.
Однако проведению масштабных экспериментов в условиях МКС мешает наличие экипажа,
поэтому в NASA пришли к идее учинить пожар в отстыкованном изолированном корабле.
Сам эксперимент продлится примерно два часа, в это время ученые будут наблюдать за ростом пламени, ростом температуры и тем, как ограниченность кислорода в окружающем воздухе влияет на распространение огня. Поджог повторится два раза — при разных скоростях воздуха, пропускаемого через горящий материал.
Сначала ткань собирались поджечь с одной стороны, затем с другого края, чтобы огонь шел против направления движения воздуха. «Эксперимент Saffire нужен для лучшего понимания того, как огонь ведет себя в космосе, что поможет NASA разработать новые материалы, технологии и процедуры для уменьшения риска жизни экипажа и безопасности космических полетов», — добавил Рафф. По предварительным данным, эксперимент удался, видеокадры с устроенным пожаром в NASA обещают вскоре обнародовать.
После управляемого пожара инженеры NASA не хотят останавливаться и продолжат жечь.
Два аналогичных эксперимента будут проведены до конца года в рамках миссий OA-5 и OA-7. В ходе этих экспериментов поджигаться будут материалы, обычно используемые в космосе, — плексиглас для иллюминаторов, одежда астронавтов и другие. А корабль Cygnus, на котором прошел сегодняшний пожар, 22 июня сойдет с орбиты и сгорит в атмосфере.
Огонь возникает тогда, когда есть три составляющие. Во-первых, это топливо, в виде дерева, бумаги, спирта, газа и т.д. Во-вторых, необходим кислород, который взаимодействует с топливом, в результате горения кислород вступает в реакцию с топливом. Третья необходимая составляющая – это тепло. Только нагретое до определенной температуры топливо будет гореть на воздухе.
Американские ученые из Гарвардского университета выяснили, что электрическое поле способно тушить пожары. Серия экспериментов показала, что для тушения пожара достаточно направить на огонь электрод, соединенный с усилителем, мощность которого составляет 600 вт. На основе этой установке планируется создание электрического огнетушителя. Чем в действительности является воздух, ученый понял, исследуя процессы горения. Задолго до него было доказано, что горение возможно только в присутствии воздуха. Но что происходит с воздухом при горении?Пытаясь ответить на этот вопрос, Шееле стал проводить опыты с горением различных веществ в плотно закрытых сосудах.
Сжижение газов - это обращение газов в жидкое состояние. Может быть произведено сжатием газа (повышением давления) и одновременным его охлаждением.
Помимо самых разнообразных вопросов, непосредственно связанных с доставкой, а также безопасностью, постоянно возникает еще и традиционная проблема — придется от елки избавиться, когда начнут находить космонавты в своих спальных мешках многочисленные иголки, которые смогли туда залететь, ведь на межорбитальной космической станции есть такое физическое явление как невесомость.
НАСА играет с огнем на Международной космической станции, причем буквально.
Эксперимент «Флекс» проводится с марта 2009 года. Его цель состоит в том, чтобы лучше понять, как ведет себя огонь в микрогравитации. Результаты исследования могут подтолкнуть ученых к созданию улучшенных систем тушения огня на борту будущих космических кораблей.
Огонь в космосе горит иначе, чем на Земле. Когда огонь горит на Земле, он нагревает газы и «выбрасывает» продукты сгорания. В микрогравитации горячие газы не появляются. Таким образом, в космосе это совершенно другой процесс.
"В космосе пламя тянет к себе кислород в 100 раз медленнее, чем на Земле", - говорят исследователи.
Космический огонь может также гореть при более низкой температуре и с меньшим количеством кислорода.
Чтобы изучить поведение огня в космосе, ученые проекта «Флекс» зажигают каплю гептана или метанола на специальном приспособлении. Капелька загорается, ее охватывает сферическое пламя, и камеры делают запись всего процесса.
В процессе горения исследователи наблюдали некоторые неожиданные явления.
"К настоящему времени самая удивительная вещь, которую мы наблюдали, это продолжение горения капель гептана после исчезновения пламени. Мы еще не поняли, почему так происходит".
"На сегодняшний день еще много чего не понятно в процессе горения в космосе. Мы будем над этим работать".
Как горит огонь в невесомости? Что такое горение? Это химическая реакция окисления с выделением большого количества тепла и образованием раскалённых продуктов сгорания. Процесс горения может происходить только при наличии горючего вещества, кислорода и при условии, что продукты окисления будут отводиться из зоны горения. Посмотрим, как устроена свечка и что именно в ней горит. Свечка - скрученный из хлопчатобумажных нитей фитиль, залитый воском, парафином или стеарином. Многие думают, что горит сам фитиль, но это не так. Горит как раз вещество вокруг фитиля, точнее, его пары. Фитиль же нужен для того, чтобы расплавившийся от тепла пламени воск (парафин, стеа-рин) поднимался по его капиллярам в зону горения. Чтобы проверить это, можно провести небольшой эксперимент. Задуйте свечку и тут же поднесите горящую спичку в точку выше фитиля сантиметра на два-три, туда, где поднимаются вверх пары воска. От спички они вспыхнут, после чего огонь опустится на фитиль и свечка загорится снова. Итак, горючее вещество есть. Кислорода в воздухе тоже вполне достаточно. А как быть с отводом продуктов сгорания? На земле с этим проблем нет. Воздух, нагретый теплом пламени свечи, становится менее плотным, чем окружающий его холодный, и поднимается вверх вместе с продуктами сгорания (они образуют язычок пламени). Если же продукты сгорания, а это углекислый газ CO2 и пары воды, останутся в зоне реакции, горение быстро прекратится. Убедиться в этом легко: поставьте горящую свечку в высокий стакан - она погаснет. А теперь подумаем, что же произойдёт со свечкой на космической станции, где все предметы находятся в состоянии невесомости. Разница в плотности горячего и холодного воздуха уже не будет вызывать естественную конвекцию, и через непродолжительное время в зоне горения не останется кислорода. Зато образуется избыток окиси углерода (угарного газа) CO. Однако ещё несколько минут свеча будет гореть, а пламя приобретёт форму шара, окружающего фитиль. Не менее интересно узнать, какого цвета будет пламя свечи на космической станции. На земле в нём преобладает жёлтый оттенок, обусловленный свечением раскалённых частиц сажи. Обычно огонь горит при температуре 1227-1721оС. В невесомости же было замечено, что по мере исчерпания горючего вещества начинается «холодное» горение при температуре 227-527оС. В этих условиях смесь предельных углеводородов в составе воска выделяет водород Н2, который придаёт пламени голубоватый оттенок. А зажигал ли кто-нибудь настоящие свечи в космосе? Оказывается, зажигали - на орбите. Впервые это было сделано в 1992 году в экспериментальном модуле космического корабля «Spece Shattle», затем в космическом корабле NASA «Колумбия», в 1996 году опыт повторили на станции «Мир». Конечно, этой работой занимались не из простого любопытства, а для того, чтобы понять, к каким последствиям может привести пожар на борту станции и как с ним бороться. С октября 2008-го по май 2012 года подобные эксперименты проводились по проекту NASA на Международной космической станции. На этот раз космонавты исследовали горючие вещества в изолированной камере при разных давлениях и разном содержании кислорода. Тогда и было установлено «холодное» горение при низких температурах. Напомним, что продукты сгорания на земле - это, как правило, углекислый газ и пары воды. В невесомости же, в условиях горения при низких температурах, выделяются высокотоксичные вещества, в основном угарный газ и формальдегид. Исследователи продолжают изучать горение в невесомости. Возможно, результаты этих экспериментов лягут в основу разработки новых технологий, ведь почти всё, что делается для космоса, через некоторое время находит применение на земле.
Российские космонавты впервые вынесли олимпийский огонь в открытый космос. Факел с символом дружбы и мира вынес ветеран отечественной космонавтики Олег Котов. Для того чтобы олимпийский огонь не был потерян на высоте в 420 километров над Землей, факел привязали к скафандру.
Исторический момент прямо в открытом космосе был снят космонавтом Сергеем Рязанским. На протяжении часа участники исторического события передавали друг другу факел, имитируя олимпийскую эстафету и позируя перед камерами коллег, снимающих из иллюминаторов МКС. Затем олимпийский огонь был занесен в шлюзовый отсек, а космонавты приступили к плановым работам в открытом космосе.
Символ олимпийских игр впервые побывал в открытом космосе. Организаторы мероприятия решили, что факел гореть не будет. В условиях открытого космоса это просто не возможно из-за отсутствия кислорода, а на борту МКС открытый огонь запрещен в целях безопасности. Факел вернется на землю 11 ноября. Именно от него будет зажжен в огонь Олимпийской Чаше во время открытия XXII Зимних Олимпийских игр в Сочи.
Публикации по теме
05 марта 2019, 09:32
Трое из пяти россиян теряют свои данные и деньги из-за некомпетентности программистов.По итогам 2018 года эксперты в области информационных технологий подсчитали, что почти 80% финансовых веб-приложений представляют опасность для собственных пользователей. К финансовым веб-приложениям эксперты...
23 февраля 2019, 12:43
Миро объясняет, что такую позицию имеют «курицы», которые больны идеей в 17-18 лет поскорее выскочить замуж и родить, а потом всю жизнь висеть на шее мужика.Лена Миро опубликовала в своем ЖЖ-блоге новый пост, который назвала «Чего курица никогда не простит». В нем девушка поделилась историей своей...