太空之謎/熱空氣不會上升!國際空間站太空燃燒實驗

國際空間站上美國航太總署正在進行的液滴燃燒實驗中拍攝的彩色照片,展示呈現圓形的火焰。

大陸新聞中心/綜合報導

據美國太空網報導,美國航太總署在太空『玩火』——光從字面上看,的確是這樣。從2009年3月以來,美國航太總署的火焰熄滅實驗裝置(FLEX)已經完成超過200項實驗,以研究火焰在微重力環境下的行為,目前科學家們對這一課題還知之甚少。這一研究的成果將幫助在未來太空飛船上安裝更加有效的滅火系統,並且也將可能幫助改善地球上目前使用的消防滅火系統。

據人民網報導,在一份聲明中,該專案負責人,美國加州大學聖迭戈分校的福爾曼·威廉姆斯(Forman Williams)表示:『我們希望能加深對液滴燃燒的理解,提升飛船用火安全並幫助改善地面上燃料使用的效率。這些實驗中取得的資料將被用來驗證數字模型中對不同環境下液滴燃燒的類比結果。』

在太空環境下,火的表現與地面完全不同。當火焰在地面環境燃燒時,高溫使空氣受熱上升,周圍的空氣流動補充,並將燃燒的產物帶離火焰附近。而在微重力環境下,熱空氣不會上升。此時一種完全不同的,被稱作『分子擴散』的機制控制著整個燃燒過程。

美國航太總署格林研究中心FLEX專案科學家丹·德雷蒂奇(Dan Dietrich)表示:『在太空中,分子擴散控制著對燃燒供氧的機制,在這一過程中燃燒產物離開火焰的效率要比地面環境下相應的過程低100倍。』在太空中,火焰還可以在比低地球環境下氧氣含量低得多,溫度也低得多的情況下燃燒。因此用於在太空環境下滅火的材料必須更加濃縮。

為了研究太空環境下火焰的行為,FLEX專案研究人員在國際空間站上的特殊裝置內點燃一小滴庚烷。隨著液滴燃燒,一團圓形的火焰吞噬了液滴,而一旁的相機則記錄下整個過程。到目前為止,研究人員已經觀察到了一些他們此前未曾預料到的情景。

威廉姆斯表示:『到目前為止,我們觀察到的最出乎意料的現象是,在某些情形下,當火焰被撲滅時,庚烷液滴似乎還在繼續燃燒,儘管已經看不到火焰。』威廉姆斯預計在未來的實驗中他們還將會觀察到更多有趣的現象。他說:『關於火焰燃燒,還有很多目前所不了解的東西正等待著在未來更多的科學實驗中被揭示出來。』