Огонь в невесомости September 12th, 2015
Слева - свечка горит на Земле, а справа - в невесомости.
Вот подробности …
Эксперимент, проведенный на борту Международной космической станции, дал неожиданные результаты – открытое пламя повело себя совсем не так, как ожидали ученые.
Как любят говорить некоторые ученые, огонь – это древнейший и самый успешный химический эксперимент человечества. Действительно, огонь шел с человечеством всегда: от первых костров, на которых жарили мясо, до пламени ракетного двигателя, который доставил человека на Луну. По большому счету, огонь является символом и орудием прогресса нашей цивилизации.
Доктор Форман А. Уильямс, (Forman A. Williams), профессор физики в Калифорнийском университете в Сан-Диего, давно работает над изучением пламени. Обычно огонь – это сложнейший процесс тысяч взаимосвязанных химических реакций. Например в пламени свечи углеводородные молекулы испаряются с фитиля, расщепляются под воздействием тепла и соединяются с кислородом, производя свет, тепло, CO2 и воду. Некоторые из углеводородных фрагментов в форме кольцеобразных молекул, называемых полициклическими ароматическими углеводородами, образуют сажу, которая может также сгореть либо превратиться в дым. Знакомую каплевидную форму огоньку свечи придает гравитация и конвекция: горячий воздух поднимается вверх и затягивает в пламя свежий холодный воздух, благодаря чему пламя тянется вверх.
Но, оказывается, в невесомости все происходит иначе. В ходе эксперимента под названием FLEX, ученые изучали огонь на борту МКС, чтобы разработать технологии тушения пожаров в невесомости. Исследователи поджигали небольшие пузыри гептана внутри специальной камеры и смотрели, как ведет себя пламя.
Ученые столкнулись со странным явлением. В условиях микрогравитации, пламя горит по-другому оно образует маленькие шарики. Это явление было ожидаемым, поскольку в отличие от пламени на Земле, в невесомости кислород и топливо встречаются в тонком слое на поверхности сферы, Это простая схема, которая отличается от земного огня. Тем не менее, обнаружилась странность: ученые наблюдали продолжение горения огненных шариков даже после того, как по всем расчетам горение должно было прекратиться. При этом огонь перешел в так называемую холодную фазу – он горел очень слабо, настолько, что пламя невозможно было увидеть. Тем не менее, это было горение, и пламя могло мгновенно вспыхнуть с большой силой при контакте с топливом и кислородом.
Обычно видимый огонь горит при высокой температуре между 1227 и 1727 градусами Цельсия. Гептановые пузыри на МКС также ярко горели при этой температуре, но по мере исчерпания топлива и остывания, началось совсем другое горение — холодное. Оно проходит при относительно низкой температуре 227-527 градусов Цельсия и производят не сажу, CO2 и воду, а более токсичные моноксид углерода и формальдегид.
Похожие типы холодного пламени в лабораториях воспроизводились и на Земле, но в условиях гравитации сам по себе такой огонь неустойчив и всегда быстро затухает. На МКС, однако, холодное пламя может устойчиво гореть несколько минут. Это не очень приятное открытие, так как холодный огонь предоставляет собой повышенную опасность: он легче зажигается, в том числе самопроизвольно, его сложнее обнаружить и, к тому же, он выделяет больше токсичных веществ. С другой стороны, открытие может найти практическое применение, например в технологии HCCI, которая предполагает зажигание топлива в бензиновых моторах не от свечей, а от холодного пламени.
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".
Эксперимент FLEX, проведенный на борту Международной космической станции, дал неожиданные результаты – открытое пламя повело себя совсем не так, как ожидали ученые.
Как любят говорить некоторые ученые, огонь – это древнейший и
самый успешный химический эксперимент человечества. Действительно, огонь
шел с человечеством всегда: от первых костров, на которых жарили мясо,
до пламени ракетного двигателя, который доставил человека на Луну. По
большому счету, огонь является символом и орудием прогресса нашей
цивилизации.
Разница
пламени на Земле (слева) и в условиях невесомости (справа) очевидна.
Так или иначе, человечеству вновь придется осваивать огонь – на этот раз
в космосе.
Доктор Форман А. Уильямс, (Forman A. Williams), профессор физики в Калифорнийском университете в Сан-Диего, давно работает над изучением пламени. Обычно огонь – это сложнейший процесс тысяч взаимосвязанных химических реакций. Например в пламени свечи углеводородные молекулы испаряются с фитиля, расщепляются под воздействием тепла и соединяются с кислородом, производя свет, тепло, CO2 и воду. Некоторые из углеводородных фрагментов в форме кольцеобразных молекул, называемых полициклическими ароматическими углеводородами, образуют сажу, которая может также сгореть либо превратиться в дым. Знакомую каплевидную форму огоньку свечи придает гравитация и конвекция: горячий воздух поднимается вверх и затягивает в пламя свежий холодный воздух, благодаря чему пламя тянется вверх.
Но, оказывается, в невесомости все происходит иначе. В ходе эксперимента под названием FLEX, ученые изучали огонь на борту МКС, чтобы разработать технологии тушения пожаров в невесомости. Исследователи поджигали небольшие пузыри гептана внутри специальной камеры и смотрели, как ведет себя пламя.
Ученые столкнулись со странным явлением. В условиях микрогравитации, пламя горит по-другому оно образует маленькие шарики. Это явление было ожидаемым, поскольку в отличие от пламени на Земле, в невесомости кислород и топливо встречаются в тонком слое на поверхности сферы, Это простая схема, которая отличается от земного огня. Тем не менее, обнаружилась странность: ученые наблюдали продолжение горения огненных шариков даже после того, как по всем расчетам горение должно было прекратиться. При этом огонь перешел в так называемую холодную фазу – он горел очень слабо, настолько, что пламя невозможно было увидеть. Тем не менее, это было горение, и пламя могло мгновенно вспыхнуть с большой силой при контакте с топливом и кислородом.
Обычно видимый огонь горит при высокой температуре между 1227 и 1727 градусами Цельсия. Гептановые пузыри на МКС также ярко горели при этой температуре, но по мере исчерпания топлива и остывания, началось совсем другое горение - холодное. Оно проходит при относительно низкой температуре 227-527 градусов Цельсия и производят не сажу, CO2 и воду, а более токсичные моноксид углерода и формальдегид.
Похожие типы холодного пламени в лабораториях воспроизводились и на Земле, но в условиях гравитации сам по себе такой огонь неустойчив и всегда быстро затухает. На МКС, однако, холодное пламя может устойчиво гореть несколько минут. Это не очень приятное открытие, так как холодный огонь предоставляет собой повышенную опасность: он легче зажигается, в том числе самопроизвольно, его сложнее обнаружить и, к тому же, он выделяет больше токсичных веществ. С другой стороны, открытие может найти практическое применение, например в технологии HCCI, которая предполагает зажигание топлива в бензиновых моторах не от свечей, а от холодного пламени.
ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТАМИ (Королев, Московская область), 9 ноя — РИА Новости. Главный символ Олимпиады — олимпийский факел — впервые побывал в открытом космосе, куда его вынесли с борта МКС российские космонавты Олег Котов и Сергей Рязанский.
Космонавты в течение часа переходили с камерой на различные точки съемки на внешней поверхности МКС, передавая Олимпийский факел из рук в руки. Конструкция факела позволяет ему гореть в любых условиях, но зажигать его во время путешествия в космосе не стали.Эстафета олимпийского огня, которая проходит в России перед зимней Олимпиадой в Сочи, стала самой масштабной эстафетой с момента появления этой традиции в 1930-е годы. И самым впечатляющим ее моментом можно считать выход факела в космос.
Круг почета по МКС
Олимпийский символ — ради безопасности незажженный — доставили на МКС на корабле "Союз ТМА-11М" члены новой экспедиции российский космонавт Михаил Тюрин, астронавт НАСА Ричард Мастраккио и японский астронавт Коичи Ваката. Именно Тюрин внес факел на станцию.
Внутри МКС, в свою очередь, состоялся своего рода этап олимпийской эстафеты.
"Факел побывал в руках каждого члена экипажа МКС, его пронесли по всем внутренним помещениям станции", — рассказал командир МКС Федор Юрчихин.
Первым факел пронес по станции Коичи Ваката, после он попал к итальянцу Луке Пармитано, потом его нес астронавт Майкл Хопкинс, затем факел подхватила единственная леди на станции Карен Найберг, которая передала его своему коллеге Ричарду Мастраккио. Рик, в свою очередь, передал олимпийский символ Тюрину, дальше по очереди его получили Сергей Рязанский и Олег Котов. Последним факел по МКС пронес Юрчихин.
"Я его повесил в российском сегменте на самом почетном месте", — уточнил командир.
В открытый космос и обратно
В субботу вечером Олег Котов и Сергей Рязанский впервые вынесли факел в открытый космос. Они провели в космосе этап эстафеты, передавая олимпийский символ друг другу, а затем сняли друг друга с помощью видеокамер.
Котов, в частности, поприветствовал землян, помахав факелом, а потом взял его в другую руку и сказал, что видимость прекрасная — открывается великолепный вид на Землю.
Факел во время выхода был закреплен специальным фалом с карабином на конце, с помощью которого символ закрепляется на поручнях, расположенных на внешней поверхности станции. Сделано это для того, чтобы космонавты случайно не упустили факел в открытый космос. Оставшиеся на борту МКС члены экипажа снимали их через иллюминаторы.
© Роскосмос
© Роскосмос
Затем Котов и Рязанский возвратили символ Олимпиады-2014 из открытого космоса на МКС и закрепили его внутри стыковочного отсека "Пирс", а после вернулись к работе — по программе шестичасового выхода они должны были переставить площадку "Якорь" на новое место, снять транспортировочный кронштейн фиксации приводов и провести ряд других работ. Однако полностью выполнить программу им не удалось. После полуночи космические факелоносцы вернулись на станцию и закрыли люки.
Снова на Землю
Когда люк спускаемой капсулы аппарата "Союз ТМА-09М" откроют, Юрчихин передаст факел представителям оргкомитета Олимпийских игр в Сочи.
Экс-глава Роскосмоса Владимир Поповкин (24 июня 2013 года): "Отправка факела Олимпийского огня в открытый космос — беспрецедентное событие в истории как Олимпийского движения, так и мировой космонавтики. Его доставка на орбиту и вынос в открытый космос российскими космонавтами станет новой яркой страницей в космической летописи".
Кому доставалась честь стать олимпийским факелоносцем
В 1928 году сотрудник Амстердамской электроэнергетической компании зажег первый олимпийский огонь в чаше Марафонской башни Олимпийского стадиона в Амстердаме и с тех пор этот ритуал является неотъемлемым атрибутом современных Олимпийских игр. В 1968 году в Мехико мексиканская бегунья чемпионка страны в барьерном беге Кета Басилио стала первой женщиной, которая зажгла олимпийский огонь. В 2004 году она снова приняла участие в олимпийской эстафете. О других факелоносцах —
Участниками эстафеты Игр-2014 становились и сотрудники РИА Новости. Факел несли редактор редакции фотоинформации РИА Новости и координатор национального олимпийского фотопула Олимпийских игр-2014 Юлия Винокурова, исполнительный директор Р-Спорт Дмитрий Тугарин, первый заместитель главного редактора РИА Новости Максим Филимонов и руководитель политической редакции Елена Глушакова.
Что нужно знать желающим посетить Игры в Сочи-2014
- Сколько будет стоить удовольствие лично посетить главное спортивное событие 2014 года —
- Сколько будет стоить проживание в олимпийской столице —
Может ли олимпийский рекордсмен обогнать ВАЗ 2107, перепрыгнуть "Медного всадника" и поднять "Харлей Дэвидсон"?
