趣味探索訊 在2019年里,頻繁爆發的野火將數千平方公里森林化為灰燼,無情的野火已成為了21世紀人類最棘手災難之一,不過這些火災都發生在地球上。那麼火焰在零重力環境下,是個什麼樣子,零重力環境下發生火災,結果又會怎樣呢?最近,美國宇航局的太空人在國際空間站(ISS)上對零重力環境下火災進行了研究,研究結果表明,太空火災可能比陸地火災更危險。
在地球上,玩火一直被認為是一件危險的事情,而位於400公里高空上的國際空間上發生火災更是危險中的危險。不過為了研究零重力環境下的火災,美國宇航局的太空人決定斗膽進行危險實驗,故意點著了一些體積不大的燃燒物,當然,前提是燃燒實驗在一個非常密封環境中進行,主要是為了確保安全起見,這次實驗稱為「密閉燃燒」,實驗結果發現火焰的形狀很特別。
儘管在多年以前,科學家曾經在太空中做過燃燒實驗,但是在2019年最後幾天裡,即聖誕節前夕,美國宇航局的太空人,再次對燃燒進行了一次詳細研究。一共進行了15次試驗,太空人使用風扇將帶有氧氣的空氣吹進「密閉燃燒」室中,火焰一共燃燒了22分鐘,分別測試了各種不同的燃燒物,比如棉花、玻璃纖維和丙烯酸塑料板等,以了解燃燒速度和強度。
在有重力環境的地球上,當燃燒物在燃燒時,火焰底部會吸入較稠密的冷空氣,空氣在經過加熱膨脹後上升,接著火焰底部繼續吸入冷空氣,一直這樣循環下去,該過程可以將大量新鮮氧氣注入火中,有助於燃燒,所以地球上的火焰一般向上移動,並且具有獨特形狀,有點像水滴,當然有大風情況下,會向周圍偏移。
然而在零重力環境下燃燒並非如此。國際空間站拍攝照片顯示,在零重力環境中,火焰可以是圓球形,也可以受外部空氣流動影響而變成橢圓狀。因為燃燒過程中沒有重力參與,也沒有自然對流參與,熱空氣沒有上升,火焰也沒有向上移動,所以火焰中殘餘熱量更大,傷害力和爆發力更強。這次燃燒實驗讓科學家對太空火災有了新認識。
美國宇航局首席科學家稱,對這次的燃燒實驗非常滿意,這項研究將有助於預測大火在低重力下如何傳播,用於改善未來載人飛行任務,用於改進材料選擇和消防安全策略。不僅如此,對月球環境的燃燒過程也具有借鑑作用,我們知道月球環境與空間站和地球環境不同,但有理由相信月球火災比地球火災危險性更大。有趣的科學探索內容請關注唯一微信公眾號:有趣探索