Într-un experiment revoluționar realizat la bordul stației spațiale Tiangong a Chinei, astronauții au efectuat o sarcină pe care mulți o consideră imposibilă în spațiu: au aprins un chibrit. Dar rezultatele au fost departe de a fi ordinare, oferind descoperiri fascinante despre comportamentul flăcărilor în medii de microgravitație.
Cum se comportă o flacără pe stația spațială?
Pe Pământ, aprinderea unei lumânări produce o imagine familiară: o flacără tremurândă, cu un nucleu luminos și cald, înconjurat de aer mai rece, mai puțin vizibil. Acest fenomen se datorează curenților de convecție: pe măsură ce aerul din apropierea flăcării se încălzește, se ridică, iar aerul rece îl înlocuiește la bază. Culorile flăcării se schimbă și ele în funcție de temperatură, cu partea cea mai fierbinte a flăcării care apare adesea albastră și zonele mai reci luând o nuanță galbenă.
În schimb, în spațiu, unde există microgravitație, comportamentul focului poate fi foarte diferit. Pe 21 septembrie 2023, astronauții Gui Haichao și Zhu Yangzhu de la bordul stației Tiangong au decis să aprindă o lumânare pentru a explora modul în care flăcările se comportă în acest mediu. Ca parte a unei demonstrații live, aceștia au aprins lumânarea în fața mai multor clase din China, arătând rezultatele surprinzătoare.
În microgravitație, curenții de convecție tipici pe care îi vedem pe Pământ sunt drastic reduși. Acest lucru face ca flăcările să se comporte într-un mod imprevizibil. În loc să se ridice în sus, așa cum se întâmplă pe Pământ, flăcările în spațiu se răspândesc în toate direcțiile, formând aproape niște bile de foc sferice. Acest fenomen apare deoarece lipsa gravitației împiedică aerul cald să se ridice, iar flacăra se extinde uniform în toate direcțiile.
De ce acest experiment nu ar fi posibil pe ISS
Stația spațială Tiangong, spre deosebire de Stația Spațială Internațională (ISS), are mai puține restricții în ceea ce privește utilizarea materialelor inflamabile și a flăcărilor deschise. Acest experiment nu ar fi fost permis pe ISS din cauza protocoalelor stricte de siguranță împotriva incendiilor. ISS, construită cu materiale extrem de rezistente la foc, are reglementări severe în privința riscurilor de incendiu, în mare parte ca răspuns la un incendiu major care a avut loc la bordul stației rusești Mir în 1997. Incendiul, cauzat de un scurtcircuit electric, a dus la daune semnificative și a ridicat îngrijorări în privința siguranței incendiilor în spațiu.
Ca urmare, pe ISS, orice experimente care implică arderea sunt realizate sub condiții strict controlate. NASA și alte agenții spațiale implicate cu ISS au implementat măsuri de siguranță riguroase, inclusiv utilizarea materialelor rezistente la foc și proceduri controlate de gestionare a deșeurilor. Deși cercetarea privind arderea se realizează în continuare pe ISS, flăcările sunt de obicei conținute în incinte special concepute pentru siguranța împotriva incendiilor, pentru a minimiza riscurile.
Explorarea arderii în microgravitație
În ciuda riscurilor, studiul arderii în microgravitație rămâne o zonă importantă de cercetare. Înțelegerea comportamentului focului în spațiu este esențială pentru siguranța astronauților și pentru dezvoltarea unor tehnologii care ar putea fi folosite în viitoarele misiuni spațiale. Experimentul de combustie de la bordul Tiangong (Combustion Experiment Rack – CER) permite cercetătorilor să studieze în siguranță arderea în mediul unic de microgravitație al stației.
Descoperirea focurilor aproape sferice în experimentul de la Tiangong prezintă o diferență esențială în modul în care se comportă arderea în spațiu. Lipsa convecției face ca flacăra să nu urmeze forma sau comportamentul tipic. Înțelegerea acestei diferențe ar putea fi esențială pentru asigurarea operațiunilor sigure în spațiu, în special pentru viitoarele misiuni către Lună, Marte și dincolo de acestea.
Implicații pentru misiunile viitoare în spațiu
Rezultatele acestui experiment nu sunt doar curiozități științifice—ele ar putea avea implicații reale pentru siguranța misiunilor viitoare în spațiu. Capacitatea de a înțelege și de a controla focul în spațiu este crucială pentru viața la bordul navelor spațiale și al stațiilor spațiale, unde riscurile de incendiu ar putea reprezenta un pericol semnificativ pentru echipamente și personal.
Acest experiment de la bordul Tiangong adaugă cunoștințe valoroase corpului în creștere de cercetări privind combustia în microgravitație. Arată că stațiile spațiale precum Tiangong, care operează sub reguli diferite față de ISS, pot oferi perspective unice asupra forțelor fundamentale care acționează în spațiu.
În concluzie, deși perspectiva de a aprinde un chibrit pe o stație spațială ar putea părea simplă, aceasta a dus la revelații neașteptate despre comportamentul combustiei în spațiu. Descoperirile deschid noi uși pentru studierea comportamentului focului în medii în care legile fizicii se comportă diferit față de ceea ce experimentăm pe Pământ. Cu cercetări suplimentare, putem continua să perfecționăm tehnologiile care vor asigura siguranța astronauților și vor deschide drumul pentru explorarea viitoare dincolo de planeta noastră.
