Chinese astronauten slaan een lucifer aan boord van hun station

Chinese astronauten van de Shenzhou 16-missie hadden onlangs een wedstrijd aan boord van het Tiangong-ruimtestation. Dit type experiment zou waarschijnlijk onmogelijk zijn om uit te voeren aan boord van het Internationale Ruimtestation, dat strikte regels hanteert met betrekking tot brandbare materialen en open vuur.

Kaars in de ruimte

Wanneer je een kaars op de grond aansteekt, begint de hitte van de vlam de omringende lucht te verwarmen. De lucht nabij de vlam wordt minder dicht, waardoor een opwaartse stroom hete lucht ontstaat (convectie). Tegelijkertijd stroomt koelere, dichtere lucht naar de basis van de vlam om de opstijgende hete lucht te vervangen, waardoor een neerwaartse stroom koele lucht ontstaat. De combinatie van deze luchtstromen creëert… De kenmerkende vorm van de kaarsvlammet een helder, warm centraal gedeelte omgeven door een transparanter, koeler gebied.

Merk ook op dat het heetste deel van de vlam vaak blauw of lichtblauw is, terwijl het koelere deel geel is. Dit kleurverschil wordt veroorzaakt door de verbrandingstemperatuur van verschillende delen van de vlam. Het blauwe gebied is warmer, terwijl het gele gebied iets koeler is.

Maar hoe zou een open vlam zich gedragen in een omgeving met microzwaartekracht? Om daarachter te komen, staken astronauten Gui Haishao en Zhou Yangzhou op 21 september een kaars aan in het Chinese ruimtestation Tiangong. Het experiment werd live uitgevoerd als onderdeel van een conferentie-uitzending voor verschillende Chinese klaslokalen.

zoals je ziet, De convectiestroom van de verbranding is hier laag in de microzwaartekrachtomgeving Vanuit een lage baan om de aarde. Dit betekent dat vuur zich in alle richtingen verspreidt, in plaats van primair naar boven, en dus produceert Halfbolvormige vuurballen.

Aan boord van het internationale ruimtestation is dat onmogelijk

Het zou onmogelijk zijn om dit soort experimenten uit te voeren op het Internationale Ruimtestation. Het programma legt vanwege brandveiligheidsoverwegingen strikte regels op met betrekking tot brandbare materialen en open vuur. Deze maatregelen zijn grotendeels een reactie op een groot incident aan boord Russisch ruimtestation Mir in 1997. Deze laatste werd ingeschakeld na een kortsluiting. De brand veroorzaakte vervolgens aanzienlijke materiële schade en zorgde voor bezorgdheid over de veiligheid aan boord van ruimtestations.

Om het risico op brand te verminderen, hebben ruimtevaartorganisaties die deelnemen aan het Internationale Ruimtestation strikte protocollen opgesteld voor materialen die aan boord worden gebruikt, inclusief vlambestendige materialen en afvalbeheerprocedures voor materialen die kunnen branden.

Desondanks blijft verbranding in microzwaartekracht een gebied van wetenschappelijk belang, en er worden verschillende experimenten uitgevoerd op het Internationale Ruimtestation om verbrandingsprocessen zonder zwaartekracht beter te begrijpen. Deze experimenten worden echter over het algemeen uitgevoerd in… Veiligheidsvoorzieningen ontworpen om branden te beperkenHierdoor worden de risico’s voor het station en de bemanning verminderd. De Chinese fabriek in Tiangong beschikt ook over een Combustion Experiment Rack (CER) voor serieus onderzoek op dit gebied.