Может ли возникнуть огонь в космосе. Как пламя горит в невесомости? Горит ли огонь в космосе? Фото, видео эксперимента
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".
Второй день в Москве проходит эстафета олимпийского огня, прибывшего в воскресенье из Афин.
Придумали олимпийский факел на Красноярском машиностроительном заводе. В производстве использовали все новейшие разработки. Нихромовая проволока внутри системы горения факела позволяет воспламеняться газу в случае, если огонь вдруг потухнет, и обеспечивает стабильное пламя даже в плохую погоду. К слову, потухнуть факел может разве что от случайного порыва ветра.
Не потухнет ли огонь в космосе?
Как и обещали, перед Играми факел действительно попадет в открытый космос. Но гореть у него, к сожалению, не получится: согласно мерам безопасности открытый огонь на МКС запрещен. В плане отсыла факела в космос новаторами нам стать не удастся: подобное проделывали в 1996-м перед Играми в Атланте. Однако в открытом космосе символ Игр-2014 еще не был.
На землю частичку Олимпиады вернет космонавт Федор Юрчихин. Более того, именно тот факел, который прилетит из космоса, завершит эстафету: от него зажгут чашу с огнем в Сочи.
Гас ли когда-нибудь факел?
Хотя в факеле газ, он гас и не раз. Олимпийский огонь не вечный, а потому случаев, когда он гас, известно несколько. Больше всего проблем было перед Олимпиадой в Пекине. Огонь тушили защитники окружающей среды в Париже и сильные дожди в Японии, встречный ветер, вызванный высокой скоростью бегунов в Наньцзине, и странные обстоятельства на Тибете. Причину затухания там не могут установить до сих пор.
Перед лондонскими Играми причины, напротив, были очевидными: факел не смогли сохранить во время рафтинга, виной стали сильный ветер и брызги. Разжигать приходилось подручными средствами. В ближайшие несколько месяцев оценим, каковы россияне в играх с огнем.
Со скольких лет можно стать факелоносцем?
Поскольку детям играть с огнем строжайше запрещают, в факелоносцы всех, кто младше 14 лет, не берут. Зато максимальный возраст никак не ограничен. В нынешней эстафете самым старшим, например, станет знаменитый актер 98-летний Владимир Зельдин.
Всегда ли движется факел?
Совсем нет. На пути эстафеты предусмотрено большое количество технических остановок. Запасов газа в факеле хватает на 15 минут, поэтому огонь будет помещаться в специальную лампаду, к которой приставлен человек особой должности - хранитель огня.
Ночью огонь также будет храниться в подобных лампадках, однако некоторые этапы эстафеты рассчитаны на позднее время суток, и даже сама конструкция факела предусматривает это. Рифленая поверхность обеспечивает лучшее рассеивание света от огня.
Где сделали факел?
Дизайном факела занимается страна, принимающая Игры; внешний вид согласовывается с МОК, и начинается серийное производство. В России разработкой занималась специально собранная команда дизайнеров и инженеров. В конструкции использовали алюминиевый сплав и высокопрочные полимеры, с которыми работали специалисты завода «Красмаш», что в Красноярске. Кому, как не мастерам оборонной промышленности, доверить такое дело.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.
Марина Позднякова
Многие из тех, кто смотрел культовый американский фильм «Звёздные войны», до сих пор помнят впечатляющие кадры со взрывами, языками пламени, летящими во все стороны горящими обломками… А может ли такая страшная сцена повториться в реальном космосе? В пространстве, полностью лишённом воздуха? Чтобы ответить на этот вопрос, попробуем разобраться для начала, как будет гореть обычная свечка на космической станции.
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 (подробнее см. ).
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 CO 2 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 1227-1721 о С. В невесомости же было замечено, что по мере исчерпания горючего вещества начинается «холодное» горение при температуре 227-527 о С. В этих условиях смесь предельных углеводородов в составе воска выделяет водород Н 2 , 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.
Теперь мы понимаем, что режиссёр Джордж Лукас, снявший «Звёздные войны», всё-таки сильно ошибся, изображая апокалиптический взрыв космической станции. На самом деле взорвавшаяся станция будет выглядеть как короткая яркая вспышка. После неё останется огромный голубоватый шар, который очень быстро погаснет. А если вдруг на станции что-то загорится по-настоящему, нужно без промедления автоматически отключить искусственную циркуляцию воздуха. И тогда пожар не случится.
Воск - непрозрачная, жирная на ощупь, твёрдая масса, которая плавится при нагревании. Состоит из сложных эфиров жирных кислот растительного и животного происхождения.
Парафин - воскоподобная смесь насыщенных углеводородов.
Стеарин - воскоподобная смесь стеариновой и пальмитиновой кислот с примесью других насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.
Естественная конвекция - процесс теплопередачи, обусловленный циркуляцией воздушных масс при их неравномерном нагревании в поле тяготения. Когда нижние слои нагреваются, они становятся легче и поднимаются, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова.