Interviews

Ny type flamme udløst i rummet lyser ikke bare, men (bogstaveligt talt) køligt

2024

Ting brænder i flammer hele tiden i rummet (nogen supernova?), Men faktisk at tænde noget i brand i mikrogravitation er et helt andet fænomen.

Sfæriske kølige diffusionsflammer eller kølige flammer er en ny klasse af flammer, der for nylig dukkede op ved et uheld i et eksperiment på ISS. Disse flammer eksisterede kun i teorien før det sidste årti. Selvom de var blevet kopieret på Jorden med meget besvær, det er første gang disse spøgelser af varme flammer blev faktisk set brænde gasformige brændstoffer, som aldrig var opnået på terra firma eller i rummet. De gik næsten uopdaget, indtil justering af videofeedets opløsning viste noget uventet.

jakers eventyrene med piggley blink

Som en del af Cool Flames Investigation with Gases (CFI-G) projekt ledet af brandbeskyttelsesingeniør Peter Sunderland fra University of Maryland, blev der forsøgt at tænde varme diffusionsflammer i nul-G i seks måneder, men ingen blev til kølige diffusionsflammer efter at have været slukket. Seje diffusionsflammer kræver meget lave gashastigheder, fordi kemien er så langsom, fortæller Sunderland til SYFY WIRE. På Jorden genererer selv en lysflamme hastigheder hundrede gange højere på grund af opdrift. Vi har for nylig set nogle seje diffusionsflammer på Jorden, men disse kræver tricks som opvarmet luft og tilsat ozon.

Kredit: NASA

Så hvor meget køligere er disse flammer end typisk ild på Jorden? Det afhænger af, hvad du kalder cool. Varme diffusionsflammer, som hvad du ser, når du tænder et lys, brænder ved omkring 3.100 grader Fahrenheit. Kølige flammer er en chill 900 grader Fahrenheit i sammenligning. I modsætning til flammer, der skubbes og trækkes af Jordens tyngdekraft, hvilket skaber flimmereffekten, forbliver flammer i rummet stille, fordi næsten ingen tyngdekraft påvirker dem. De producerer heller ikke sod, hvilket betyder, at de i sidste ende kunne drive bil- og raketmotorer med ren energi i fremtiden.

Efter at de varme flammer var slukket, var der intet synligt på kameraet, der kommunikerede med Jorden. Det mest følsomme kamera, der optog, var stadig ikke i stand til at opfange de kølige flammer, før Minhyeng Kim, studerende ved University of Maryland, lagde mærke til, at på trods af at der ikke kom noget på skærmen, viste dataene, at noget udsendte varme. Varme flammer var blevet antændt med n-butan, fortyndet med nitrogen og en oxidator af 40% nitrogen i oxygen. Sunderland havde besluttet sig for det brændstof af en grund.

Denne særlige blanding var gunstig for at afkøle diffusionsflammer, fordi butanbrændstofmolekylet er relativt stort, iltkoncentrationen var stor, og trykket var højt, siger han. Ingen af vores andre tests havde denne perfekte kombination af betingelser.

Det viste sig, at der var en forsinkelse på 3 sekunder mellem varme diffusionsflammer, der gik ud, og kølige diffusionsflammer, der overtog. I løbet af denne forsinkelse blev der ikke produceret varme, og der kunne ikke ses flammer. Kølige flammer blev bare næsten ikke synlige efter det. Da University of Maryland maskiningeniørstuderende Kendyl Waddell justerede videofeedet, genopbrændte fantasien af varme flammer brændstoffet som kølige flammer og begyndte at frigive varme igen. Problemet var, at de var halvt så store som varme flammer med en tiendedel af lysstyrken og varmen.

Kredit: NASA

Seje diffusionsflammer lyser blå og blå flammer - uanset hvor varme de bliver - forurener ikke luften eller tilstoppe motorer med ophobet sod. Raketbrændstof kan i sidste ende blive skabt med hydrogen og ilt tilgængeligt i rummet, men teknologien er der ikke endnu. Det duftlys, du måske tænder, producerer nogle gange en minimal mængde sod (selvom det meste spises op af flammen, mens den brænder). Opgraderede kompressionsmotorer kan være den næste ting på vejen, for mens dieselmotorer bruger kompression, udspringer de for meget forurening.

Dagens benzinmotorer tændes med en gnist, men deres kilometerstand er dårlig, siger Sunderland. Hvis benzinmotorer kunne antændes af kompression, vil det give den ideelle blanding af god kilometertal og rene emissioner. Mange har prøvet, men ingen er lykkedes. Seje diffusionsflammer kan være det manglende led.

Vil kølige flammelys være en ting? Sandsynligvis ikke på grund af den overvældende stank af formaldehyd.