Пламя в космосе: как огонь ведет себя в условиях невесомости
В отсутствие гравитации пламя приобретает совершенно необычную форму
Классическую каплеобразную форму пламени придает сила тяжести — под ее воздействием нагретые в пламени легкие газы уносятся вверх, а на их место снизу втягивается поток тяжелого холодного воздуха. Это явление, называемое конвекцией, и обеспечивает химическую реакцию горения необходимым окислителем — кислородом. В отсутствие гравитации пламя ведет себя совершенно по-другому и приобретает форму сферы.
Шарообразная форма пламени объясняется тем, что в условиях невесомости нет восходящего движения воздуха и конвекции тёплых и холодных его слоёв не происходит. Пламени не хватает для горения притока свежего воздуха, содержащего кислород, поэтому оно получается меньше – и, кстати, холоднее. Привычный оранжевый цвет пламени вызван свечением частичек сажи, которые поднимаются вверх с горячим потоком воздуха.
В невесомости пламя приобретает голубой цвет, потому что сажи образуется мало, а та, что есть, из-за пониженной температуры будет светиться только в инфракрасном диапазоне. И горит оно недолго: отсутствие конвекции неизбежно приводит к самозатуханию пламени. Воздух вокруг сферы рано или поздно насыщается продуктами горения настолько, что блокируют доступ молекул кислорода и пламя гаснет.
Поэтому на космических кораблях и орбитальных станциях при возгорании в первую очередь отключается система искусственной циркуляции воздуха — и в СССР, и в США специалисты активно исследовали горение различных материалов в невесомости для создания эффективных средств пожаротушения в космических аппаратах. В 1996 году на станции «Мир» исследователи установили рекорд: одна из свечей горела 45 минут.
