Недавние испытания на борту Международной космической станции показали, что пожар в космосе может быть менее предсказуемым и потенциально более смертоносным, чем на Земле. «Были эксперименты, - говорит аэрокосмический инженер НАСА Дэн Дитрих, - где мы наблюдали пожары, которые, как мы думали, не могли существовать, но имели место».
Из этой истории
[×] ЗАКРЫТЬ
Составное ложное изображение огня в космосе. Ярко-желтый цвет прослеживает путь капли топлива, сжимаясь при его сжигании, образуя зеленую сажу. (Пол Феркул / НАСА) 
Фотогалерея
Связанный контент
- Огненные импульсы Zero-G, как медузы на космической станции
То, что огонь продолжает удивлять нас, само по себе удивительно, если учесть, что сжигание, вероятно, является старейшим химическим экспериментом человечества, состоящим только из трех основных компонентов: кислорода, тепла и топлива.
Здесь, на Земле, когда горит пламя, оно нагревает окружающую атмосферу, заставляя воздух расширяться и становиться менее плотным. Сила притяжения притягивает более холодный и плотный воздух к основанию пламени, вытесняя горячий воздух, который поднимается вверх. Этот процесс конвекции подает свежий кислород в огонь, который горит до тех пор, пока не закончится топливо. Восходящий поток воздуха - это то, что придает пламени форму слезы и вызывает его мерцание.
Но странные вещи случаются в космосе, где гравитация теряет контроль над твердыми телами, жидкостями и газами. Без гравитации горячий воздух расширяется, но не движется вверх. Пламя сохраняется из-за диффузии кислорода со случайными молекулами кислорода, дрейфующими в огонь. В отсутствие восходящего потока горячего воздуха пожары в условиях микрогравитации имеют куполообразную или сферическую форму - и вялые благодаря скудному потоку кислорода. «Если вы зажжете лист бумаги в условиях микрогравитации, огонь будет медленно ползти вдоль одного конца к другому», - говорит Дитрих. «Все астронавты очень рады проводить наши эксперименты, потому что космические пожары действительно выглядят совершенно чуждо».
Такие пожары могут показаться жутко спокойными людям, привыкшим к капризной природе земного пламени. Но пламя в условиях микрогравитации может быть более живучим, способным выживать при меньшем количестве кислорода и гореть в течение более длительных периодов времени.
НАСА имеет практические применения в своих исследованиях. Ученые надеются узнать, являются ли определенные материалы более легковоспламеняющимися в космосе, и поэтому их следует избегать. Эксперименты показывают, что огнетушители космической станции, которые выделяют газы в пламени, менее эффективны, чем на Terra Firma, поскольку они направляют воздух (и кислород) в огонь, обеспечивая дополнительное топливо.
Кроме того, данные, полученные на борту космической станции - с помощью таких экспериментов, как сравнение распространения огня на плоских объектах с сферическими объектами, - помогут инженерам лучше понять поведение топлива и пламени на Земле, где примерно 75 процентов нашей энергии исходит от некоторой формы сгорания.
Ученые НАСА особенно взволнованы потенциальными применениями для странного, беспрецедентного типа сгорания, который они наблюдали в космосе прошлой весной: когда некоторые виды жидкого топлива загораются, они продолжают гореть, даже когда пламя, кажется, гаснет. Сжигание топлива происходит в два этапа. Первый огонь горит видимым пламенем, которое в конце концов гаснет. Но вскоре после этого топливо вновь зажигается, принимая форму «холодного пламени», которое горит при более низких температурах и невидимо невооруженным глазом.
Ученые пока не имеют объяснения этому явлению. Но инженеры говорят, что если этот химический процесс можно будет повторить на Земле, результатом могут стать дизельные двигатели, которые используют холодное пламя для производства меньшего количества загрязнителей воздуха.
Исследователь НАСА Пол Феркул говорит, что эксперименты по микрогравитации предоставляют уникальную возможность изучить основную динамику пожара «с более фундаментальной точки зрения», рассматривая процессы горения, «которые иначе были бы замаскированы или, по крайней мере, усложнены гравитацией».
