Свеча в космосе
Когда вы зажигаете свечу на Земле, тепло от пламени начинает нагревать окружающий воздух. Воздух вблизи пламени становится менее плотным, создавая восходящую струю горячего воздуха (конвекционный поток). В то же время более холодный и плотный воздух устремляется к основанию пламени, заменяя поднимающийся горячий воздух, создавая нисходящий поток холодного воздуха. Сочетание этих воздушных потоков и создает характерную форму пламени свечи с яркой теплой центральной частью, окруженной более прозрачной и холодной.
Заметим также, что самая горячая часть пламени часто имеет голубой или бледно-голубой цвет, а более холодная — желтый. Такое различие в цвете обусловлено температурой горения различных частей пламени. Синяя область — самая горячая, а желтая — немного холоднее.
Однако как поведет себя открытый огонь в условиях микрогравитации? Чтобы выяснить это, космонавты Гуй Хайчао и Чжу Янчжу 21 сентября зажгли свечу на китайской космической станции «Тяньгун». Эксперимент проводился в прямом эфире в рамках лекции, транслировавшейся на несколько китайских аудиторий.
Как видно, в условиях микрогравитации на низкой околоземной орбите конвекционный ток горения здесь слабый. Это означает, что пламя распространяется во все стороны, а не в основном вверх, образуя почти сферические огненные шары.
Невозможность проведения на борту МКС
Проведение такого рода экспериментов на борту Международной космической станции невозможно. Программа предусматривает строгие правила использования легковоспламеняющихся материалов и открытого огня из соображений пожарной безопасности. Эти меры во многом обусловлены серьезным инцидентом, произошедшим в 1997 году на борту российской космической станции «Мир». Причиной пожара стало короткое замыкание электропроводки. Пожар нанес значительный материальный ущерб и вызвал обеспокоенность по поводу безопасности на борту космических станций.
Чтобы свести к минимуму риск возникновения пожара, космические агентства, участвующие в создании МКС, разработали строгие протоколы для материалов, используемых на борту, включая огнестойкие материалы и процедуры утилизации отходов от объектов, которые могут загореться.
Несмотря на это, горение в условиях микрогравитации остается областью научного интереса, и на МКС проводится множество экспериментов, направленных на лучшее понимание процессов горения в невесомости. Однако, как правило, эти эксперименты проводятся в защитных устройствах, предназначенных для локализации пламени, что сводит к минимуму риск для станции и ее экипажа. Для проведения серьезных исследований в этой области на китайской станции Тяньгун также имеется экспериментальная стойка Combustion Experiment Rack (CER).