Prometej bi bil tako ponosen. V okviru NASA-inoga eksperimenta so ljudje pripeljali ogenj na Mednarodno vesoljsko postajo (ISS), da bi videli, kaj se zgodi z ognjem v izginjajoči nizki gravitaciji. Namen eksperimenta, imenovan Plamenski gašenje-2 (FLEX-2), je izboljšati naše znanje o tem, kako gorijo različna tekoča goriva in kaj nastajajo, da lahko ustvarimo čistejše in učinkovitejše zgorevalne motorje.
Sorodne vsebine
- Kako rakete ignorirajo svoje motorje v vesolju brez kisika in več vprašanj naših bralcev
- V vesolju se plameni obnašajo na načine, za katere nihče ni mislil, da so možni
FLEX-2, nameščen na vesoljski postaji leta 2009, izkorišča edinstvene pogoje v prostoru za poenostavitev študij zgorevanja. V mikrogravitaciji lahko tekoče gorivo tvori skoraj popolnoma okrogle kapljice. Ko se te krogle vnamejo, plamen gori v kroglici, kar znanstvenikom daje čistejšo geometrijo za izvajanje modelov in izračunov.
Čeprav doseganje te ravni enostavnosti ni pomenilo slabega podviga, pravi C. Thomas Avedisian z univerze Cornell, ki je so-preiskovalec v skupini FLEX-2. "Trdim, da je to najtežja konfiguracija zgorevanja za tekoče gorivo, " pravi. "Ta poskus je trajal desetletja, saj se je vrnil v sredino 80-ih."
V zadnji preizkusni vožnji, prikazani v zgornjem videoposnetku, je komora FLEX-2 - približno velikost posode za peko na notranji strani - napolnjena s mešanico kisika in dušika pod tlakom, ki je simulirala zrak na Zemljini površini. Igle oddajajo 3-milimetrsko kapljico, ki je polovica izoktana in pol heptana. Avedisian pravi, da ta kemična piva služi kot enostavnejša priprava za bencin. Obe tekočini na splošno gorita na podoben način, vendar bencin lahko vsebuje toliko različnih spojin, da je njegovo obnašanje težje oblikovati.
Dve žični zanki vodijo tok, da segreje kapljico, dokler se ne vname, in sproži žarečo kroglico modrega ognja, ki gori okoli 2000 Kelvinov. Ne bodite prevarani - žgoče krogle se nenadoma ne prenesejo na zvezdno nebo. Luči komore ugasnejo, da je plamen lažje videti, vendar tudi na slikah, ki jih povzročajo drobne nepopolnosti video senzorjev, postanejo bolj očitne. Plameni kroglica nato začne nihati, ko izgorevanje izumira, zaradi česar se zdi, da skozi komoro pulzira kot meduza, ki plava. Sčasoma kroglica izžareva toliko toplote, da izžareva vroče plamen.
Avedisian in njegova ekipa sta opravila več takšnih testov, pri čemer sta pomešala vrste goriva in velikosti kapljic, da bi preverila različne učinke. Začetno nastavitev lahko nadzirajo v realnem času prek video vira, usmerjenega v laboratorij v Cornellu, nato pa opazujejo, kako samodejni test teče. Tudi laboratorijska skupina izvaja podobne poskuse na terenu, pri čemer opazuje kapljice, ki so po velikosti podobne raznovrstnosti mikro lestvic, ki nastajajo, ko gorivo vbrizgajo v avtomobilski motor. Da bi simulirali nizko težnost na Zemlji, Cornellova ekipa spusti kapljice - goreče krogle pošljejo skozi 25-nožno komoro brez padca in jih snemajo na poti navzdol.
Kapljice, ki so nastale v vesoljskih poskusih, omogočajo skupini, da vidi fiziko zgorevanja v večjih merilih in primerja rezultate s testi, opravljenimi na Zemlji. Nekoliko presenetljivo odkritje je, da se impulzi v obliki meduze zgodijo le, če je kapljica dovolj velika - približno 3 milimetre ali več - in se ne dogajajo ves čas. "Nihanja plamena res niso dobro razumljena, " pravi Avedisian.
Konec koncev, preučevanje levitacijskih ognjeničnih kroglic lahko razkrije načine, kako goriva narediti čistejša. "Mislimo, da obstaja območje zgorevanja z nizko temperaturo ali" hladnim plamenom "- kapljica še vedno gori, čeprav plamena ne vidimo, " pravi Avedisian. V tem območju ogenj gori le na okoli 600 do 800 Kelvinov.
"Proizvajalci motorjev preučujejo načine za zmanjšanje onesnaževanja, ki vključujejo uporabo kemije hladnega plamena, in da kemije ni tako dobro razumljeno kot kemija vročega plamena, " dodaja glavni raziskovalec FLEX-2 Forman A. Williams na kalifornijski univerzi., San Diego. "S preučevanjem hladnih plamenov, ki smo jih zasledili v poskusih ISS, bomo morda dobili boljše razumevanje te kemije, ki bi potem lahko pomagala proizvajalcem motorjev pri njihovih načrtih."
