Как горит огонь в невесомости?

На Земле огонь ведёт себя привычно: языки пламени поднимаются вверх, вытягиваясь в остроконечную форму. Это происходит из-за конвекции — горячий воздух становится легче и устремляется вверх, а холодный — опускается вниз, создавая постоянный поток свежего кислорода к основанию пламени. Но стоит убрать гравитацию — и пламя меняется до неузнаваемости.

В условиях невесомости, например на Международной космической станции (МКС), где гравитационная сила минимальна, нет и привычной конвекции. Вместо вытянутого факела космический огонь становится сферическим, с мягким, ровным свечением. Он не “вытягивается” вверх, потому что нет верха и низа — нет движения воздуха, которое мы привыкли видеть на Земле.

Чтобы поддерживать горение в космосе, кислород подаётся искусственно — через вентиляционные системы или специально сконструированные камеры. В противном случае продукты горения останутся вокруг пламени, не давая доступ свежему кислороду, и огонь быстро потухнет.

Интересно, что в условиях микрогравитации горение может быть чище. Температура распределяется равномернее, а угарный газ может образовываться в меньших количествах. Учёные даже наблюдали явление "холодного пламени" — почти невидимого, медленно распространяющегося горения при низкой температуре, которое на Земле в обычных условиях почти невозможно изучить.

На космических кораблях изучение огня стало почти отдельной наукой. Первые настоящие свечи зажглись на орбите только в 1992 году на шаттле «Колумбия». Они горели синим, почти невидимым пламенем. Без всполохов, без шипения. Эти эксперименты открыли совершенно новую сторону химии и физики горения — ту, что невозможна на Земле.

Изучение горения в космосе помогает не только повысить безопасность астронавтов, но и лучше понять, как управлять процессами сжигания топлива, фильтрации воздуха и даже тушения пожаров. Эти знания могут найти применение и на Земле — в двигателях, промышленности и системах вентиляции.