Как можно сгореть в космосе

Миф о сгоревшей заживо советской женщине-космонавте Людмиле

На заре космонавтики все проекты осуществлялись в обстановке строжайшей секретности. Это породило множество слухов и домыслов, не подкрепленных никакими доказательствами.

«Успехи» итальянских радиолюбителей

4 октября 1957 года с 5-го научно-исследовательского полигона Министерства обороны СССР «Тюра-Там» (впоследствии космодром Байконур) был произведен запуск первого искусственного спутника Земли.

За символическую плату они приобрели в собственность старый немецкий бункер времен Второй мировой войны недалеко от Турина и оборудовали в нем мощную радиостанцию.

Братья установили параболическую антенну, позволяющую весьма успешно прослушивать эфир, и все свободное время вели поиски в УКВ-диапазоне. И они добились таких успехов, что им могли бы позавидовать и профессионалы.

Итальянские энтузиасты не только поймали сигналы практически всех первых советских и американских спутников, но даже сделали магнитофонные записи. В дальнейшем они связались с другими радиолюбителями и создали триангуляционную сеть, позволяющую довольно точно определять местоположение объектов, посылающих радиосигналы.

Результаты их работы впечатлили даже НАСА, которое приглашало братьев в США для обмена опытом.

Однако многие специалисты отнеслись к достижениям итальянцев весьма скептически. В частности, прослушав некоторые магнитофонные записи, они обвинили братьев в их неверной интерпретации, а то и в прямом подлоге.

Итальянская газета «Коррьере делла Сера» привела расшифровку этих переговоров:

«Условия ухудшаются. почему не отвечаете. Скорость падает. Мир никогда не узнает о нас. »

— и даже назвала имена якобы погибших космонавтов: Алексей Белоконов, Геннадий Михайлов и Алексей Грачев.

Советское руководство не стало даже опровергать эту нелепицу: просто у нас еще не было многоместных космических кораблей, и вообще к звездам до Гагарина никто не летал. Но запущенная утка пошла гулять по мировым СМИ.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

Сгоревшая заживо

После этого итальянцы-радиолюбители выдали на-гора очередную суперсенсацию. 17 мая 1961 года, то есть вскоре после полета Юрия Гагарина, они записали переговоры женщины-космонавта с Центром управления полетами. Она говорила по-русски, но с ужасным акцентом, к тому же речь забивалась сильными помехами в эфире, поэтому разобрать слова было очень сложно.

«Пять. четыре. три. два. один. Слушайте. Слушайте. Раз-раз-раз! Говорите. Говорите. Мне жарко. Мне жарко. Что. Пятьдесят пять. Что. Пятьдесят пять. Пятьдесят. Да. Да. Да. Дыхание. Дыхание. Кислород. Мне жарко. Это не опасно. Всё. Это не опасно. Всё. Что. Говорите. Как я должна передать. Да. Да. Да.

Что. Наша передача будет сейчас. Мне жарко. Мне жарко. Мне жарко. Я вижу пламя. Что. Я вижу пламя. Я вижу пламя.

Мне жарко. Мне жарко. Тридцать два. Тридцать два. Сорок один. Сорок один.

У нас авария. Да. Да. Мне жарко. »

Передавая магнитофонную пленку с этой записью газетчикам, братья заявили, что абсолютно уверены в том, что радиосообщение шло с околоземной орбиты. По их предположению, советский космический корабль потерял теплозащитный щит и постепенно сгорал в плотных слоях атмосферы.

Европейские СМИ дружно принялись смаковать эту сенсацию, в красках описывая агонию женщины, заживо поджаривающейся в тесной кабине космического корабля. К тому же примерно в то же время, что и итальянцы, неизвестные сигналы поймал британский радиотелескоп Jodrell Bank.

А 23 мая 1961 года агентство ТАСС сообщило, что в плотных слоях атмосферы сгорел огромный автоматический спутник. В какой-то английской газете предположили, что это была автоматическая межпланетная станция «Венера-1», связь с которой якобы потеряли вскоре после старта.

Но эта версия не выдерживает никакой критики, поскольку запуск «Венеры-1» был осуществлен еще 12 февраля 1961 года, а 19 мая она прошла в 100 тысячах километров от Венеры и вышла на солнечную орбиту.

Так что находиться в околоземном пространстве и сгорать в атмосфере этот космический аппарат никак не мог. И потому главенствующее положение заняла версия о страшной гибели советской женщины-космонавта.

Что-то тут не так!

Запись, сделанная итальянскими радиолюбителями, дожила до наших дней и до сих пор гуляет по Интернету. Официальные лица никогда ее не комментировали. Но напрашивается вопрос: а существовала ли эта «космонавт Людмила» или же это утка, придуманная братьями для собственного пиара?

Во-вторых, настораживает акцент женщины. Дело в том, что при наборе в отряд космонавтов среди прочих параметров особое внимание обращали на дикцию кандидата и знание им русского языка. Ведь все побывавшие в космосе неминуемо становились звездами, обреченными на множество выступлений на радио, телевидении, различных собраниях и митингах. Здесь никак не обойтись без хорошей дикции.

Да и во время полета при тогдашнем уровне связи, когда сигнал из космоса доходил до служб наземного обеспечения через сеть ретрансляторов, через множество помех в эфире, операторам просто недосуг было разбирать «кашу во рту космонавта», и четкость речи должна была быть идеальной. А у «космонавта Людмилы» речь совершенно невнятная.

Легенда «красного космоса»

Но даже если предположить, что через месяц с небольшим после Юрия Гагарина в космос полетела оставшаяся неизвестной женщина, возникает вопрос: а зачем была нужна такая срочность?

Первый полет человека в космос завершился полным успехом, Гагарин стал героем всего человечества, самой популярной личностью на планете, купаясь в лучах славы и всемирной любви. Это был триумф советской космонавтики, науки и техники. В этой ситуации новый старт был бы скоропалительным и совершенно неуместным.

Михаил ЮРЬЕВ, журнал «Тайны ХХ века», 2016

Источник

Как зажигали в космосе

Вечером 11 июня планово сошел с орбиты и сгорел в атмосфере грузовой корабль Cygnus OA-7 «Джон Гленн». После отстыковки от МКС он провел неделю в свободном полете, запустил четыре кубсата и устроил пожар на борту. Точнее, это был эксперимент SAFFIRE-III — Spacecraft Fire Experiment (Эксперимент «огонь на корабле»). Третий по счету эксперимент был последним в серии и является отличным поводом поговорить об опытах с пламенем в невесомости.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Фотография Everyday Astronaut/Tim Dodd

Пожар на свалке

Главная задача серии экспериментов SAFFIRE — сбор данных для создания компьютерных моделей распространения пламени по материалам, используемым на космических кораблях. Это позволит серьезно уменьшить опасность пожаров на кораблях будущего. На МКС по соображениям безопасности нельзя проводить большие эксперименты с горением, поэтому SAFFIRE зажигали в заполненном мусором грузовом корабле, который и так должен был скоро прекратить свое существование. Конструктивно SAFFIRE представляет из себя большой ящик, в котором в потоке воздуха от вентиляторов поджигаются образцы.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Внешний вид SAFFIRE, фото NASA

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Схема эксперимента, рисунок NASA

В июне 2016, во время первого эксперимента серии, SAFFIRE-I, подожгли отрез ткани из смеси хлопка и стеклопластика размером 0,4х1 метр. Чтобы было понятно, насколько это много, предыдущий рекорд составлял 10 см. Для того, чтобы посмотреть на поведение огня в различных условиях, вентиляторы в процессе эксперимента меняли направление движения воздуха. А выглядело горение так:

В ноябре 2016, во втором эксперименте серии, SAFFIRE-II, сожгли девять небольших «карточек» из различных материалов, чтобы определить степень их огнестойкости и влияние толщины материала на распространение огня. На видео ниже показано горение оргстекла, из которого собираются делать иллюминаторы космических кораблей и термостойкого материала Nomex, использующегося и в земной спецодежде.

Ну и, наконец, в третьем эксперименте, прошедшем в начале июня, сожгли такое же полотно ткани, что и в первом, но при другой скорости воздушного потока. После первого эксперимента данные были введены в компьютерную модель, получены определенные результаты, и в третьем эксперименте проверялась предсказательная способность этой модели. Если скорость горения такого же материала при другой интенсивности обдува совпала с предсказанной компьютером, значит модель построили правильно.

В целом же было обнаружено, что пламя распространяется медленнее, чем ожидалось. Оценка скорости пламени по маленьким образцам, которые сжигались в других экспериментах раньше, оказалась завышенной в три раза. И это не является однозначно хорошим открытием — такое медленное пламя может производить меньше дыма, из-за чего пожар могут обнаружить и начать устранять позже.

Почему образцы сжигались в условиях обдува воздухом? Дело в том, что в пилотируемых кораблях обязательно работают вентиляторы, чтобы в воздухе, который не перемешивается в невесомости из-за отсутствия конвекции, не возникли потенциально опасные для человека локальные концентрации углекислого газа.

Программа SAFFIRE не закончена, в процессе разработки находятся эксперименты IV-VI.

Порежь басы с пряностями

Несмотря на серьезные ограничения безопасности, на МКС хватает того, что можно зажечь с одобрения ЦУПа. Для того, чтобы ситуация не вышла из под контроля, на станцию еще в 2002 году привезли специальную перчаточную камеру MSG — Microgravity Science Glovebox.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Наземный аналог для тренировки, фото ЕКА

В MSG есть немаленький изолированный объем, который используют для безопасной работы с жидкостями, опасными веществами и огнем. При необходимости в камере можно даже создать пониженное давление, чтобы в случае аварийной разгерметизации содержимое не стало разлетаться. И в ней проводятся несколько экспериментов, связанных с огнем.

BASS — The Burning and Suppression of Solids («Горение и тушение твердых тел») занимается вопросами горения различных материалов. Исследуются плоские образцы 10 см х 1 или 2 см, стержни и части сферы. Именно в этом эксперименте жгли оргстекло и хлопок со стеклопластиком, данные по горению которых уточняет SAFFIRE. Удается получить не только интересную информацию о поведении горящих материалов в невесомости, но и просто восхитительные фотографии:

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Здесь и далее фото NASA

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

SPICE — Smoke Point in Coflow Experiment («Эксперимент максимальной высоты некоптящего пламени в спутной струе») исследует момент, когда газовое пламя начинает образовывать сажу. Это должно быть полезным для изучения распространения огня и механизмов образования сажи при горении материалов в невесомости. Развитием SPICE является эксперимент SLICE.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

Эксперименты SAME и SAME-R изучают распространение дыма и проверяют работу датчиков дыма.

В целом за несколько лет количество проведенных экспериментов исчисляется сотнями.

Медуза из пламени

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Оборудование эксперимента FLEX

Отдельная установка была доставлена на МКС для эксперимента FLEX — FLame Extinguishment Experiment (Эксперимент «Тушение огня»). Он изучает горение жидкого топлива в условиях различного атмосферного давления и с возможным присутствием в воздухе углекислоты или гелия. Именно в этом эксперименте были получены своеобразные «огненные медузы», которые по принципу функционирования скорее всего близки к пульсирующему воздушно-реактивному двигателю.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

Наглядная схема работы установки и «медуза».

Также интересно отметить, что в некоторых случаях во время эксперимента появлялось холодное пламя. Обычное пламя при горении углеводородов производит сажу, диоксид углерода и воду. В холодном же пламени образуются угарный газ и формальдегид. Теоретически, полученные знания о холодном пламени могут помочь создать в будущем более эффективные двигатели внутреннего сгорания.

Свечи перед пультом

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Справа — свеча, горящая в земных условиях

По данным энциклопедии «Мировая пилотируемая космонавтика» первую свечу в невесомости попробовали зажечь в 1992 году в миссии шаттла STS-50. Свеча загорелась, но из-за отсутствия конвекции пламя получилось круглым и другого цвета. Примерно 80 свечей сожгли на станции «Мир». Без притока воздуха из-за конвекции пламя может получать кислород только благодаря диффузии и обычно гаснет достаточно быстро из-за обеднения кислородом воздуха в непосредственной близости. Но, по некоторым источникам, рекорд длительности горения составил 45 минут вместо 10 в земных условиях.

Пламя получалось настолько бледным, что 35-мм камере пришлось делать фотографии вместо видео. Хорошо, что фото- и видеотехника с тех пор сильно шагнули вперед.

Секс, НЛО и пиромания

Про миссию шаттла STS-75 я рассказывал уже три раза. Им «повезло» еще за много лет до старта — в фейке про якобы эксперименты с сексом в космосе был именно их номер. Именно они запускали «спутник на веревочке», и кадры съемок этого спутника были приняты за НЛО. И один из экспериментов с пламенем в невесомости был проведен как раз в этом полете. Член экипажа Джеффри Хоффман пошутил:

Еще в бойскаутах я отличался пироманией. Я люблю пламя, а в невесомости оно ведет себя поразительно, совсем иначе [чем на Земле]

В распоряжении экипажа была небольшая перчаточная камера, в которой зажгли обычную свечку для праздничного торта и сожгли несколько бумажных образцов. На послеполетной пресс-конференции об экспериментах с пламенем начинают рассказывать с 8:17. Любопытно, что, когда поток воздуха шел справа налево, кусок бумаги вправо горел быстрее, чем влево, что противоречит земному опыту. На 11 минуте очень красиво выглядят расходящиеся участки тления бумаги, один из астронавтов даже пошутил «не позволяйте этому вырваться из клетки».

В боевых условиях

Единственный настоящий пожар в невесомости произошел 23 февраля 1997 года на станции «Мир» — загорелась шашка регенерации кислорода.

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Шашки регенерации, фото NASA

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.
Обгоревшая шашка

Огонь горел примерно 90 секунд, не нанес критических повреждений, но большие проблемы доставило задымление — не было понятно, насколько безопасно находиться на станции. Космонавты сначала надели изолирующие противогазы, но у них был ограничен ресурс, и вскоре пришлось рискнуть и снова начать дышать воздухом станции. Уже потом на земле сожгли десятки шашек из этой партии, но не смогли повторить проблему, похоже, к пожару привел единичный дефект.

Источник

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.

Большинство людей может судить об этом только по кадрам из фантастических фильмов, поэтому они подвержены неправдоподобным мифом. Кто-то считает, что тело через несколько мгновений замерзнет, другие говорят, что оно будет испепелено космической радиацией, существует даже теория о закипании жидкости внутри организма человека и тот лопнет.

Рассмотрим самые популярные о мифы о том, что будет с человеком без скафандра в открытом космосе.

Тело сразу же заледенеет

Ученые готовы с точностью ответить, что такого не произойдет. В космосе очень холодно, но при этом его плотность слишком мала. В такой минимальной плотности тело человека не сможет передать свое тепло окружающей среде, вокруг него пустота, и это тепло некому забрать. Одной из главных сложностей в работе МКС является отведение от станции тепла, вовсе не защита от космического холода.

Человек будет испепелен космической радиацией

Радиация в космосе достигает больших величин, она очень опасно. Радиоактивные заряженные частицы пронизывают тело человека, вызывая лучевую болезнь. Но для того, чтобы умереть от этой радиации, необходимо получить очень большую дозу, а это займет немало времени. ЗА это время живое существо успеет умереть под воздействием других факторов. Для того, чтобы получить защиту от космических ожогов, не нужен скафандр, с этой задачей справится и обычная одежда. Если же предположить, что человек решил выйти в открытый космос полностью голым, то последствия от этого выхода для него будут очень плохими.

Кровь в сосудах человека закипит от низкого давления

Еще одна из теорий, якобы от низкого давления кровь в организме закипает и разрывает свои сосуды. Действительно, в космосе очень низкое давление, оно будет способствовать уменьшению температуры, при которой жидкости закипают. Однако, кровь в организме человека будет находиться под собственным давлением, для закипания показатель ее температуры должен достигнуть 46 градусов, чего у живых организмов быть не может. Если человек в отрытом космосе откроет рот и высунет язык, то он почувствует, как его слюна кипит, но ожога он при этом не получит, слюна будет кипеть при очень низкой температуре.

Тело разорвет перепад давления

Давление в космосе очень опасно, но действует оно по-другому. Перепад давления может в два раза увеличить в объеме внутренние органы человека, его тело двукратно раздуется. Но эффектного взрыва с разбрасыванием во все стороны внутренностей не произойдет, кожа человека очень эластична, она сможет выдержать такое давление, а если на человека будет надета облегающая одежда, то объемы его тела останутся неизменными.

Человеку станет нечем дышать

Это действительно так, но ситуация обстоит не так, как многие из нас ее себе представляют. Огромную опасность для дыхательной системы человека в космосе представляет собой давление. В космосе нет кислорода, поэтому продолжительность жизни человека без скафандра будет зависеть от того, насколько он сможет задержать дыхание. Находясь под водой, люди задерживают дыхание и пытаются всплыть на поверхность, в космосе так сделать не получится. Задержка дыхания в космосе приводит к разрыву легких под воздействием вакуума, в такой ситуации спасти человека будет невозможно. Существует лишь один способ продлить жизнь в открытом космосе, нужно позволить всем газам стремительно выйти из вашего тела, этот процесс может сопровождаться неприятными последствиями в виде опорожнения желудка или кишечника. После того, как кислород покинет дыхательную систему, у человека останется примерно 14 секунд, пока насыщенная кислородом кровь будет продолжать питать мозг, после этого человек потеряет сознание. Однако, и это не означает неминуемую гибель, организм человека не настолько хрупок, как может показаться на первый взгляд, он способен противостоять враждебной обстановке космоса. Ученые предполагают, что если человек после полутораминутного пребывания в открытом космосе доставить в безопасную для него среду, то он не только останется в живых, но и сможет полноценно восстановиться после такого испытания.

Для подтверждения этого предположения проводились опыты на обезьянах. Исследования показали, что шимпанзе после трехминутного пребывания в условиях вакуума приходит в норму уже через несколько часов.

Во время проведения эксперимента наблюдались все симптомы, которые были описаны выше – увеличение тела в объемах и потеря сознания из-за кислородного голодания. Подобные опыты проводились и с собаками, собаки хуже переносят условия вакуума, предел выживаемости для них составил всего две минуты.

Тело человека реагирует на изменения окружающей среды не так, как тело животного, поэтому полностью полагаться на эти опыты нельзя. Понятно, что никто не будет специально проводить такие опыты над людьми, но в истории имеется несколько показательных несчастных случаев с космонавтами. Космический техник Джим Лебланк в 1965 году проверял герметичность скафандра, предназначенного для лунных экспедиций, в специальной камере. В процессе одного из этапов испытания давление в камере было максимально приближено к космическому, неожиданно произошла разгерметизация скафандра, и находящийся в нем техник потерял сознание уже через 14 секунд. В норме для восстановления нормального земного давления в камере требовалось около получаса, но в виду чрезвычайности ситуации процесс был ускорен до полутора минут. Джим Лебланк пришел в сознание, когда давление в камере стало таким, как на Земле на высоте 4,5 км над уровнем моря.

В качестве еще одного примера можно привести несчастный случай на космическом корабле Союз-11. Когда аппарат спускался на землю, произошла разгерметизация. Этот несчастный случай навсегда вошел в историю космонавтики, так как причиной смерти трех космонавтов стал случайно открывшийся вентиляционный клапан диаметров в полтора сантиметра.

Источник

Как можно сгореть в космосе. картинка Как можно сгореть в космосе. Как можно сгореть в космосе фото. Как можно сгореть в космосе видео. Как можно сгореть в космосе смотреть картинку онлайн. смотреть картинку Как можно сгореть в космосе.masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Слева — свечка горит на Земле, а справа — в невесомости.

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.

Этот снимок сделан во время эксперимента по изучению физики горения в специальной 30-метровой башне (2.2-Second Drop Tower) Исследовательского центра имени Джона Гленна (Glenn Research Center), созданной для воспроизведения условий микрогравитации при свободном падении. Многие эксперименты, которые затем были поставлены на космических аппаратах, проходили предварительное тестирование в этой башне, поэтому ее называют «воротами в космос» (“a gateway to space”).

Шарообразная форма пламени объясняется тем, что в условиях невесомости нет восходящего движения воздуха и не происходит конвекция теплых и холодных его слоев, которая на Земле «вытягивает» пламя в форму капли. Пламени для горения не хватает притока свежего воздуха, содержащего кислород, и оно получается меньше и не такое горячее. Привычный для нас на Земле желто-оранжевый цвет пламени вызван свечением частичек сажи, которые поднимаются вверх с горячим потоком воздуха. В невесомости же пламя приобретает голубой цвет, потому что сажи образуется мало (для этого нужна температура более 1000°С), да и та сажа, что есть, из-за более низкой температуры будет светиться только в инфракрасном диапазоне. На верхнем фото в пламени еще присутствует желто-оранжевый цвет, поскольку заснята ранняя стадия воспламенения, когда кислорода еще достаточно.

Исследования горения в условиях невесомости особенно важны для обеспечения безопасности космических аппаратов. Эксперименты по подавлению огня (Flame Extinguishment Experiment, FLEX) уже несколько лет проводят в специальном отсеке на борту МКС. Исследователи воспламеняют небольшие капли топлива (например, гептана и метанола) в контролируемой атмосфере. Маленький шарик топлива горит примерно 20 секунд, окруженный сферой огня диаметром 2,5–4 мм, после чего капля уменьшается пока либо не погаснет пламя, либо не кончится топливо. Самым неожиданным результатом оказалось то, что капля гептана после видимого сгорания перешла в так называемую «холодную фазу» — пламя стало настолько слабым, что его невозможно было увидеть. И всё же это было горение: огонь мог моментально вспыхнуть при взаимодействии с кислородом или топливом.

Как объясняют исследователи, при обычном горении температура пламени колеблется между 1227°С и 1727°С — при этой температуре в эксперименте и был видимый огонь. По мере сгорания топлива начиналось «холодное горение»: пламя остывало до 227–527°С и производило не сажу, углекислый газ и воду, а более токсичные материалы — формальдегид и монооксид углерода. В ходе эксперимента FLEX также подбирали наименее огнеопасную атмосферу на основе углекислого газа и гелия, что поможет в будущем снизить риск возгорания космических аппаратов.

Вот тут мы обсуждали Огонь на православную Пасху, а вот что бывает, когда вместе Масло, огонь и вода. Посмотрите на Огненный вихрь и на Красоту взрыва в гифках

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *