Чи може горіти вогонь у космосі? Олімпійський вогонь у космосі

На навколоземній орбіті сталася найбільша в історії космонавтики пожежа. Займання розпочалося у вантажному кораблі Cygnus, який напередодні відстикувався від Міжнародної космічної станції. Пожежа, щоправда, ця – навчальна, а точніше – експериментальна, а провести її вчені задумали давно, установка для цього експерименту була запущена разом із кораблем ще у березні цього року.

Джерелом вогню став розпечений дріт, який підпалив великий шматок матерії з бавовни і скловолокна розміром 1 м на 40 см. Гаряча ганчірка не є небезпечною - вона горіла в спеціальному двокамерному контейнері. Одна камера містила матеріали, які, власне, і мали горіти, в другій знаходилася апаратура для контролю та стеження за рукотворною пожежею - різні датчики та камери високої роздільної здатності.

Незвичайний експеримент ставився у тому, щоб краще зрозуміти механізми поширення вогню за умов невагомості. Це допоможе захистити майбутніх астронавтів під час тривалих космічних відряджень, оскільки загроза виникнення відкритого вогню – один із головних ризиків перебування астронавтів у космічних кораблях.

Найвідомішою пожежею в історії пілотованої космонавтики стало спалах, який стався на борту станції "Мир" 23 лютого 1997 року. Пожежа виникла внаслідок несправності кисневої шашки регенерації атмосфери, коли на борту знаходився міжнародний екіпаж із шести осіб.

Тоді спалах вдалося ліквідувати, а членам екіпажу довелося надіти протигази.

"Вогонь у відсіку викликає серйозне занепокоєння у NASA", - пояснив керівник експерименту Гаррі Рафф.

Експеримент Spacecraft fire Experiment, або Saffire-1, стане найбільшою пожежею у космосі, проте далеко не першою. У минулих дослідах вчені також експериментували із відкритим горінням, але тоді розміри відкритого полум'я не перевищували розмірів пластикової картки.

Зрозуміти та експериментально з'ясувати, як відбувається відкрите горіння у невагомості, вчені намагаються не одне десятиліття. За останні роки на орбіті було проведено безліч експериментів щодо вивчення форми та температури полум'я при горінні різних речовин.

Однак проведенню масштабних експериментів в умовах МКС заважає наявність екіпажу, тому в NASA дійшли ідеї учинити пожежу в ізольованому кораблі.

Сам експеримент триватиме приблизно дві години, у цей час вчені спостерігатимуть за зростанням полум'я, зростанням температури та тим, як обмеженість кисню в навколишньому повітрі впливає на поширення вогню. Підпал повториться двічі - при різних швидкостях повітря, що пропускається через матеріал, що горить.

Спочатку тканину збиралися підпалити з одного боку, потім з іншого краю, щоб вогонь йшов проти руху повітря. "Експеримент Saffire потрібен для кращого розуміння того, як вогонь поводиться в космосі, що допоможе NASA розробити нові матеріали, технології та процедури для зменшення ризику життя екіпажу та безпеки космічних польотів", - додав Рафф. За попередніми даними, експеримент вдалося, відеокадри з влаштованою пожежею в NASA обіцяють незабаром оприлюднити.

Після пожежі інженери NASA не хочуть зупинятися і продовжать палити.

Два аналогічні експерименти будуть проведені до кінця року в рамках місій OA-5 і OA-7. У ході цих експериментів підпалюватимуться матеріали, які зазвичай використовуються в космосі, - плексиглас для ілюмінаторів, одяг астронавтів та інші. А корабель Cygnus, на якому відбулася сьогоднішня пожежа, 22 червня зійде з орбіти і згорить в атмосфері.

Російські космонавти вперше винесли олімпійський вогонь у відкритий космос. Смолоскип із символом дружби та світу виніс ветеран вітчизняної космонавтики Олег Котов. Для того, щоб олімпійський вогонь не був втрачений на висоті 420 кілометрів над Землею, смолоскип прив'язали до скафандру.

Історичний момент просто у відкритому космосі було знято космонавтом Сергієм Рязанським. Протягом години учасники історичної події передавали один одному смолоскип, імітуючи олімпійську естафету та позуючи перед камерами колег, які знімають із ілюмінаторів МКС. Потім олімпійський вогонь був занесений у шлюзовий відсік, а космонавти розпочали планові роботи у відкритому космосі.

Символ олімпійських ігор уперше побував у відкритому космосі. Організатори заходу вирішили, що смолоскип горіти не буде. В умовах відкритого космосу це просто неможливо через відсутність кисню, а на борту МКС відкритий вогонь заборонено з метою безпеки. Смолоскип повернеться на землю 11 листопада. Саме від нього буде запалено у вогонь Олімпійської Чаші під час відкриття XXII Зимових Олімпійських ігор у Сочі.

Публікації на тему

05 березня 2019, 09:32

Троє з п'яти росіян втрачають свої дані та гроші через некомпетентність програмістів. За підсумками 2018 року експерти в галузі інформаційних технологій підрахували, що майже 80% фінансових веб-додатків становлять небезпеку для власних користувачів. До фінансових веб-додатків експерти...

23 лютого 2019, 12:43

Миро пояснює, що таку позицію мають «курки», які хворі на ідею в 17-18 років скоріше вискочити заміж і народити, а потім все життя висіти на шиї мужика. ніколи не пробачить». У ньому дівчина поділилася своєю історією...

НАСА грає з вогнем на Міжнародній космічній станції, причому буквально.

Експеримент "Флекс" проводиться з березня 2009 року. Його мета полягає в тому, щоб краще зрозуміти, як поводиться вогонь у мікрогравітації. Результати дослідження можуть підштовхнути вчених до створення вдосконалених систем гасіння вогню на борту майбутніх космічних кораблів.

Вогонь у космосі горить інакше, ніж Землі. Коли вогонь горить Землі, він нагріває гази і «викидає» продукти згоряння. У мікрогравітації гарячі гази не з'являються. Таким чином, у космосі це зовсім інший процес.

"У космосі полум'я тягне до себе кисень у 100 разів повільніше, ніж на Землі", - кажуть дослідники.

Космічний вогонь може горіти при нижчій температурі і з меншою кількістю кисню.

Щоб вивчити поведінку вогню у космосі, вчені проекту «Флекс» запалюють краплю гептану чи метанолу на спеціальному пристрої. Крапелька спалахує, її охоплює сферичне полум'я, і камери роблять запис всього процесу.

У процесі горіння дослідники спостерігали деякі несподівані явища.

"Наразі найдивовижніша річ, яку ми спостерігали, це продовження горіння крапель гептану після зникнення полум'я. Ми ще не зрозуміли, чому так відбувається".

"На сьогодні ще багато чого не зрозуміло в процесі горіння в космосі. Ми над цим працюватимемо".

Другий день у Москві проходить естафета олімпійського вогню, який прибув у неділю з Афін.

Вигадали олімпійський факел на Красноярському машинобудівному заводі. У виробництві використовували нові розробки. Ніхромовий дріт усередині системи горіння факела дозволяє спалахувати газу у випадку, якщо вогонь раптом погасне, і забезпечує стабільне полум'я навіть у погану погоду. До речі, погаснути смолоскип може хіба що від випадкового пориву вітру.

Чи не згасне вогонь у космосі?

Як і обіцяли, перед Іграми смолоскип справді потрапить у відкритий космос. Але горіти в нього, на жаль, не вийде: згідно із заходами безпеки відкритий вогонь на МКС заборонено. У плані відсилала смолоскип у космос новаторами нам стати не вдасться: подібне проробляли 1996-го перед Іграми в Атланті. Однак, у відкритому космосі символ Ігор-2014 ще не був.

На землю частинку Олімпіади поверне космонавт Федір Юрчихін. Більше того, саме той смолоскип, який прилетить із космосу, завершить естафету: від нього запалять чашу з вогнем у Сочі.

Чи гас коли-небудь смолоскип?

Хоча у смолоскипі газ, він гас і не раз. Олімпійський вогонь не вічний, тому випадків, коли він гас, відомо кілька. Найбільше проблем було перед Олімпіадою у Пекіні. Вогонь гасили захисники довкілля в Парижі та сильні дощі в Японії, зустрічний вітер, викликаний високою швидкістю бігунів у Наньцзіні, та дивні обставини на Тибеті. Причину згасання там не можуть встановити й досі.

Перед лондонськими Іграми причини, навпаки, були очевидними: смолоскип не змогли зберегти під час рафтингу, виною стали сильний вітер та бризки. Розпалювати доводилося підручними засобами. У найближчі кілька місяців оцінимо, якими є росіяни в іграх з вогнем.

З скільки років можна стати факелоносцем?

Оскільки дітям грати з вогнем найсуворіше забороняють, у факелоносці всіх, молодших 14 років, не беруть. Проте максимальний вік не обмежений. У нинішній естафеті найстаршим, наприклад, стане знаменитий актор 98-річний Володимир Зельдін.

Чи завжди рухається смолоскип?

Зовсім немає. На шляху естафети передбачено велику кількість технічних зупинок. Запасів газу у смолоскипі вистачає на 15 хвилин, тому вогонь поміщатиметься у спеціальну лампаду, до якої приставлено людину особливої посади - охоронця вогню.

Вночі вогонь також зберігатиметься в подібних лампадках, проте деякі етапи естафети розраховані на пізній час доби, і навіть сама конструкція смолоскипа передбачає це. Рифлена поверхня забезпечує найкраще розсіювання світла від вогню.

Де зробили смолоскип?

Дизайном факела займається країна, яка приймає Ігри; Зовнішній вигляд узгоджується з МОК, і починається серійне виробництво. У Росії розробкою займалася спеціально зібрана команда дизайнерів та інженерів. У конструкції використовували алюмінієвий сплав та високоміцні полімери, з якими працювали фахівці заводу «Красмаш», що у Красноярську. Кому, як не майстрам оборонної промисловості, довірити таку справу.

Марина Позднякова

Багато хто з тих, хто дивився культовий американський фільм «Зоряні війни», досі пам'ятають вражаючі кадри з вибухами, язиками полум'я, що летять на всі боки уламками… А чи може така страшна сцена повторитися в реальному космосі? У просторі, повністю позбавленому повітря? Щоб відповісти на це питання, спробуємо розібратися для початку, як горітиме звичайна свічка на космічній станції.

Що таке горіння? Це хімічна реакція окиснення з виділенням великої кількості тепла та утворенням розпечених продуктів згоряння. Процес горіння може відбуватися лише за наявності палива, кисню і за умови, що продукти окислення будуть відводитися із зони горіння.

Подивимося, як влаштовано свічку і що саме в ній горить. Свічка - скручений з бавовняних ниток гніт, залитий воском, парафіном або стеарином. Багато хто думає, що горить сам гніт, але це не так. Горить якраз речовина навколо ґноту, точніше, його пари. Гніт ж потрібен для того, щоб віск, що розплавився від тепла полум'я (парафін, стеа-рин), піднімався по його капілярах в зону горіння.

Щоб перевірити це можна провести невеликий експеримент. Задуйте свічку і тут же піднесіть сірник, що горить, в точку вище ґнота сантиметра на два-три, туди, де піднімаються вгору пари воску. Від сірника вони спалахнуть, після чого вогонь опуститься на гніт і свічка загориться знову (детальніше див.).

Отже, пальне є. Кисню в повітрі теж цілком достатньо. А як бути із відведенням продуктів згоряння? На землі із цим проблем немає. Повітря, нагріте теплом полум'я свічки, стає менш щільним, ніж навколишній холодний, і піднімається вгору разом з продуктами згоряння (вони утворюють язичок полум'я). Якщо ж продукти згоряння, а це вуглекислий газ CO 2 і пари води залишаться в зоні реакції, горіння швидко припиниться. Переконатися в цьому легко: поставте свічку, що горить, у високу склянку - вона згасне.

А тепер подумаємо, що станеться зі свічкою на космічній станції, де всі предмети перебувають у стані невагомості. Різниця в щільності гарячого та холодного повітря вже не викликатиме природну конвекцію, і через нетривалий час у зоні горіння не залишиться кисню. Зате утворюється надлишок окису вуглецю (чадного газу) CO. Однак ще кілька хвилин свічка горітиме, а полум'я набуде форми кулі, що оточує гніт.

Не менш цікаво дізнатися, якого кольору буде полум'я свічки на космічній станції. На землі в ньому переважає жовтий відтінок, зумовлений свіченням розжарених частинок сажі. Зазвичай вогонь горить при температурі 1227-1721 про З. У невагомості було помічено, що з вичерпання пального речовини починається «холодне» горіння за нормальної температури 227-527 про З. У умовах суміш граничних вуглеводнів у складі воску виділяє водень Н 2 ; який надає полум'ю голубуватий відтінок.

А чи запалював хтось справжні свічки в космосі? Виявляється, запалювали – на орбіті. Вперше це було зроблено в 1992 році в експериментальному модулі космічного корабля Spece Shattle, потім в космічному кораблі NASA Колумбія, в 1996 досвід повторили на станції Світ. Звичайно, цією роботою займалися не просто цікаво, а для того, щоб зрозуміти, до яких наслідків може призвести пожежа на борту станції і як з ним боротися.

З жовтня 2008 по травень 2012 року подібні експерименти проводилися за проектом NASA на Міжнародній космічній станції. Цього разу космонавти досліджували горючі речовини в ізольованій камері за різних тисків та різного вмісту кисню. Тоді і було встановлено холодне горіння при низьких температурах.

Нагадаємо, що продукти згоряння на землі – це, як правило, вуглекислий газ та пари води. У невагомості ж, за умов горіння за низьких температур, виділяються високотоксичні речовини, переважно чадний газ і формальдегід.

Дослідники продовжують вивчати горіння у невагомості. Можливо, результати цих експериментів ляжуть в основу розробки нових технологій, адже майже все, що робиться для космосу, за деякий час знаходить застосування на землі.

Тепер ми розуміємо, що режисер Джордж Лукас, який зняв «Зоряні війни», таки сильно помилився, зображуючи апокаліптичний вибух космічної станції. Насправді станція, що вибухнула, буде виглядати як короткий яскравий спалах. Після неї залишиться величезна блакитна куля, яка дуже швидко згасне. А якщо раптом на станції щось спалахне по-справжньому, потрібно негайно автоматично відключити штучну циркуляцію повітря. І тоді пожежа не станеться.

Віск- непрозора, жирна на дотик, тверда маса, що плавиться при нагріванні. Складається зі складних ефірів жирних кислот рослинного та тваринного походження.

Парафін- воскоподібна суміш насичених вуглеводнів.

Стеарін- воскоподібна суміш стеаринової та пальмітинової кислот з домішкою інших насичених та ненасичених жирних кислот.

Природна конвекція- процес теплопередачі, зумовлений циркуляцією повітряних мас при їх нерівномірному нагріванні у полі тяжіння. Коли нижні шари нагріваються, вони стають легшими і піднімаються, а верхні шари, навпаки, остигають, стають важчими і опускаються вниз, після чого процес повторюється знову і знову.