微重力环境中火焰燃烧温度比地球上要低一些,燃烧速率也不高
腾讯科学讯 据国外媒体报道,国际空间站是一座位于地球轨道上的科研站,宇航员在空间站上进行多种模拟实验,验证微重力环境下的各种现象。近日,宇航员里德怀斯曼在空间站上进行了模拟燃烧实验,他点燃了庚烷或者甲醇进行燃料实验,并观察到当球状燃料开始燃烧时,火焰有着独特的对称性,之后液滴燃料开始收缩,直至火焰熄灭。从本次实验可以看出航天器的安全仍然是空间飞行最为关键的一部分,微小的燃料滴在充满氧气的微重力环境中会充分燃烧。
由于微重力环境中没有上下区分,因此火焰燃烧的行为比较怪异,以一种不可思议的球体方式漂浮着,宇航员里德怀斯曼还研究了如何在微重力环境中扑灭火焰,在地球上我们可以使用扑打、闷盖、泼水等方式让火焰熄灭,但是在空间中却需要其他方式。空间站上的燃料实验中科学家发现火焰燃烧温度会比正常重量环境低一些,而且耗氧率也会下降,宇宙飞船上的混合空气可以使火焰加速燃烧,研究人员只使用了一小滴的庚烷或者甲醇燃料就能达到一定燃烧程度,持续的时间为20秒左右。
火焰实验对于航天器灭火至关重要,这是一个生死攸关的问题,美国宇航局已经进行了超过200次的实验以便理解微重力环境下该如何灭火,并控制火焰的形成。美国宇航局格伦研究中心科学家丹迪特里希认为在微重力环境下分子扩散速度比地球上慢,因此扑灭微重力环境的火灾需要掌握灭火时机。本次实验属于Flex-2项目的一部分,宇航员可更好地研究可燃性液体的蒸发和燃烧特性。
除了帮助空间站灭火外,美国宇航局还试图通过这个实验研究航天器的燃油效率,航天器在空间飞行时其燃料箱也处于微重力环境下,火焰实验有助于提升航天器燃料的喷射与燃料效率,如果航天器使用的是液体燃料发动机,那么就可以从中获得有用的信息,在燃料携带量不变的前提下实现推力最大化和燃烧的持久程度。(罗辑/编译)