Як горить свічка у вакуумі. Найпотужніша пожежа в космосі

Вогонь виникає тоді, коли є три складові. По-перше, це паливо у вигляді дерева, паперу, спирту, газу і т.д. По-друге, необхідний кисень, який взаємодіє з паливом, внаслідок горіння кисень входить у реакцію з паливом. Третя необхідна складова – це тепло. Тільки нагріте до певної температури паливо горітиме на повітрі.

Американські вчені з Гарвардського університету з'ясували, що електричне поле здатне гасити пожежі. Серія експериментів показала, що для гасіння пожежі достатньо направити на вогонь електрод, з'єднаний з підсилювачем потужністю 600 вт. На основі цієї установки планується створення електричного вогнегасника.

Чим насправді є повітря, вчений зрозумів, досліджуючи процеси горіння. Задовго до нього було доведено, що горіння можливе лише у присутності повітря. Але що відбувається з повітрям при горінні? Намагаючись відповісти на це питання, Шееле став проводити досліди з горінням різних речовин у щільно закритих судинах.

Зрідження газів - це обіг газів у рідкий стан. Може бути стисненням газу (підвищенням тиску) і одночасним його охолодженням.

Крім найрізноманітніших питань, безпосередньо пов'язаних з доставкою, а також безпекою, постійно виникає ще й традиційна проблема — доведеться позбутися ялинки, коли почнуть знаходити космонавти у своїх спальних мішках численні голки, які змогли туди залетіти, адже на міжорбітальній космічній станції є така фізична. явище як невагомість.

ЦЕНТР УПРАВЛІННЯ ПОЛЬОТАМИ (Королев, Московська область), 9 листопада — РІА Новини.Головний символ Олімпіади — олімпійський смолоскип — уперше побував у відкритому космосі, куди його винесли з борту МКС російські космонавти Олег Котов та Сергій Рязанський.

Космонавти протягом години переходили з камерою на різні точки зйомки на зовнішній поверхні МКС, передаючи Олімпійський смолоскип із рук до рук. Конструкція факела дозволяє йому горіти за будь-яких умов, але запалювати його під час подорожі в космосі не стали.

Естафета олімпійського вогню, яка проходить у Росії перед зимовою Олімпіадою в Сочі, стала наймасштабнішою естафетою з моменту появи цієї традиції у 1930-ті роки. І найвражаючим її моментом можна вважати вихід смолоскипа в космос.

Коло пошани за МКС

Олімпійський символ - задля безпеки незапалений - доставили на МКС на кораблі "Союз ТМА-11М" члени нової експедиції російський космонавт Михайло Тюрін, астронавт НАСА Річард Мастраккіо та японський астронавт Коїчі Ваката. Саме Тюрін вніс смолоскип на станцію.

Усередині МКС, у свою чергу, відбувся своєрідний етап олімпійської естафети.

"Смолоскип побував у руках кожного члена екіпажу МКС, його пронесли по всіх внутрішніх приміщеннях станції", - розповів командир МКС Федір Юрчихін.

Першим смолоскип проніс станцією Коічі Ваката, потім він потрапив до італійця Луки Пармітано, потім його ніс астронавт Майкл Хопкінс, потім смолоскип підхопила єдина леді на станції Карен Найберг, яка передала його своєму колегі Річарду Мастракіо. Рік у свою чергу передав олімпійський символ Тюріну, далі по черзі його отримали Сергій Рязанський та Олег Котов. Останнім смолоскип МКС проніс Юрчихін.

"Я його повісив у російському сегменті на найпочеснішому місці", - уточнив командир.

У відкритий космос і назад

У суботу ввечері Олег Котов та Сергій Рязанський уперше винесли смолоскип у відкритий космос. Вони провели в космосі етап естафети, передаючи один одному олімпійський символ, а потім зняли один одного за допомогою відеокамер.

Котів, зокрема, привітав землян, помахавши смолоскипом, а потім узяв його в іншу руку і сказав, що видимість прекрасна — відкривається чудовий краєвид на Землю.

Смолоскип під час виходу був закріплений спеціальним фалом з карабіном на кінці, за допомогою якого символ закріплюється на поручнях, розташованих на зовнішній поверхні станції. Зроблено це для того, щоб космонавти випадково не пропустили смолоскип у відкритий космос. Члени екіпажу, що залишилися на борту МКС, знімали їх через ілюмінатори.

Потім Котов і Рязанський повернули символ Олімпіади-2014 з відкритого космосу на МКС і закріпили його всередині стикувального відсіку "Пірс", а потім повернулися до роботи — за програмою шестигодинного виходу вони мали переставити майданчик "Якір" на нове місце, зняти транспортний кронштейн. приводів та провести ряд інших робіт. Проте, повністю виконати програму їм не вдалося. Після опівночі космічні факелоносці повернулися на станцію та закрили люки.

Знову на Землю

Коли люк капсули апарату "Союз ТМА-09М", що спускається, відкриють, Юрчихін передасть факел представникам оргкомітету Олімпійських ігор у Сочі.

Екс-глава Роскосмосу Володимир Поповкін (24 червня 2013 року):"Відправлення факела Олімпійського вогню у відкритий космос - безпрецедентна подія в історії як Олімпійського руху, так і світової космонавтики. Його доставка на орбіту та винесення у відкритий космос російськими космонавтами стане новою яскравою сторінкою в космічному літописі".

100 днів до Олімпіади. Як все починалосяНаціональна естафета вогню Олімпійських ігор 2014 пройде у вівторок у Калінінградській області. 100 факелоносців, серед яких відомі спортсмени, місцеві політики, діячі культури та науки, подолають відстань 20 кілометрів. Саме з Калінінградської області розпочнеться зворотний відлік – 100 днів до початку Олімпійських зимових ігор у Сочі.

Кому діставалася честь стати олімпійським факелоносцем

1928 року співробітник Амстердамської електроенергетичної компанії запалив перший олімпійський вогонь у чаші Марафонської вежі Олімпійського стадіону в Амстердамі і з того часу цей ритуал є невід'ємним атрибутом сучасних Олімпійських ігор. 1968 року в Мехіко мексиканська бігунка чемпіонка країни в бар'єрному бігу Кета Басіліо стала першою жінкою, яка запалила олімпійський вогонь. 2004 року вона знову взяла участь в олімпійській естафеті. Про інших смолоскипів —

Учасниками естафети Ігор-2014 ставали і співробітники РІА «Новости». Смолоскип несли редактор редакції фотоінформації РІА Новини та координатор національного олімпійського фотопулу Олімпійських ігор-2014 Юлія Винокурова, виконавчий директор Р-Спорт Дмитро Тугарін, перший заступник головного редактора РІА Новини Максим Філімонов та керівник політичної редакції Олена Глушакова.

Що потрібно знати бажаючим відвідати Ігри у Сочі-2014

Скільки коштуватиме задоволення особисто відвідати головну спортивну подію 2014 року.
Скільки коштуватиме проживання в олімпійській столиці.

Чи може олімпійський рекордсмен обігнати ВАЗ 2107, перестрибнути "Медного вершника" та підняти "Харлей Девідсон"?

Експеримент FLEX, проведений на борту Міжнародної космічної станції, дав несподівані результати – відкрите полум'я повело себе зовсім не так, як очікували вчені.

Як люблять говорити деякі вчені, вогонь - це найдавніший і найуспішніший хімічний експеримент людства. Справді, вогонь йшов із людством завжди: від перших вогнищ, на яких смажили м'ясо, до полум'я ракетного двигуна, який доставив людину на Місяць. За великим рахунком, вогонь є символом та знаряддям прогресу нашої цивілізації.

Різниця полум'я на Землі (ліворуч) та в умовах невагомості (праворуч) очевидна. Так чи інакше, людству знову доведеться опановувати вогонь – цього разу у космосі.

Доктор Форман А. Вільямс (Forman A. Williams), професор фізики в Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго, давно працює над вивченням полум'я. Зазвичай, вогонь – це найскладніший процес тисяч взаємопов'язаних хімічних реакцій. Наприклад, в полум'ї свічки вуглеводневі молекули випаровуються з гноту, розщеплюються під впливом тепла і з'єднуються з киснем, виробляючи світло, тепло, CO2 і воду. Деякі з вуглеводневих фрагментів у формі кільцеподібних молекул, які називають поліциклічними ароматичними вуглеводнями, утворюють сажу, яка може також згоріти або перетворитися на дим. Знайому краплеподібну форму вогнику свічки надає гравітація та конвекція: гаряче повітря піднімається вгору та затягує у полум'я свіже холодне повітря, завдяки чому полум'я тягнеться вгору.

Але, виявляється, у невагомості все відбувається інакше. Під час експерименту під назвою FLEX вчені вивчали вогонь на борту МКС, щоб розробити технології гасіння пожеж у невагомості. Дослідники підпалювали невеликі бульбашки гептану всередині спеціальної камери і дивилися, як поводиться полум'я.

Вчені зіткнулися з дивним явищем. В умовах мікрогравітації, полум'я горить інакше воно утворює маленькі кульки. Це явище було очікуваним, оскільки, на відміну від полум'я на Землі, в невагомості кисень і паливо зустрічаються в тонкому шарі на поверхні сфери, це проста схема, яка відрізняється від земного вогню. Проте виявилася дивина: вчені спостерігали продовження горіння вогняних кульок навіть після того, як за всіма розрахунками горіння мало припинитися. При цьому вогонь перейшов у так звану холодну фазу – він горів дуже слабко, настільки, що полум'я було неможливо побачити. Тим не менш, це було горіння, і полум'я могло миттєво спалахнути з великою силою при контакті з паливом та киснем.

Зазвичай видимий вогонь горить за високої температури між 1227 і 1727 градусами Цельсія. Гептанові бульбашки на МКС також яскраво горіли при цій температурі, але в міру вичерпання палива та остигання почалося зовсім інше горіння - холодне. Воно проходить при відносно низькій температурі 227-527 градусів за Цельсієм і виробляють не сажу, CO2 і воду, а більш токсичні моноксид вуглецю і формальдегід.

Схожі типи холодного полум'я в лабораторіях відтворювалися і на Землі, але в умовах гравітації сам по собі такий вогонь нестійкий і швидко загасає. На МКС проте холодне полум'я може стійко горіти кілька хвилин. Це не дуже приємне відкриття, оскільки холодний вогонь є підвищеною небезпекою: він легше запалюється, у тому числі мимоволі, його складніше виявити і, до того ж, він виділяє більше токсичних речовин. З іншого боку, відкриття може знайти практичне застосування, наприклад, у технології HCCI, яка передбачає запалювання палива в бензинових моторах не від свічок, а від холодного полум'я.

Як горить вогонь у невагомості? Що таке горіння? Це хімічна реакція окиснення з виділенням великої кількості тепла та утворенням розпечених продуктів згоряння. Процес горіння може відбуватися лише за наявності палива, кисню і за умови, що продукти окислення будуть відводитися із зони горіння. Подивимося, як влаштовано свічку і що саме в ній горить. Свічка - скручений з бавовняних ниток гніт, залитий воском, парафіном або стеарином. Багато хто думає, що горить сам гніт, але це не так. Горить якраз речовина навколо ґноту, точніше, його пари. Гніт ж потрібен для того, щоб віск, що розплавився від тепла полум'я (парафін, стеа-рин), піднімався по його капілярах в зону горіння. Щоб перевірити це можна провести невеликий експеримент. Задуйте свічку і тут же піднесіть сірник, що горить, в точку вище ґнота сантиметра на два-три, туди, де піднімаються вгору пари воску. Від сірника вони спалахнуть, після чого вогонь опуститься на гніт і свічка загориться знову. Отже, пальне є. Кисню в повітрі теж цілком достатньо. А як бути із відведенням продуктів згоряння? На землі із цим проблем немає. Повітря, нагріте теплом полум'я свічки, стає менш щільним, ніж навколишній холодний, і піднімається вгору разом з продуктами згоряння (вони утворюють язичок полум'я). Якщо ж продукти згоряння, а це вуглекислий газ CO2 та пари води залишаться в зоні реакції, горіння швидко припиниться. Переконатися в цьому легко: поставте свічку, що горить, у високу склянку - вона згасне. А тепер подумаємо, що станеться зі свічкою на космічній станції, де всі предмети перебувають у стані невагомості. Різниця в щільності гарячого та холодного повітря вже не викликатиме природну конвекцію, і через нетривалий час у зоні горіння не залишиться кисню. Зате утворюється надлишок окису вуглецю (чадного газу) CO. Однак ще кілька хвилин свічка горітиме, а полум'я набуде форми кулі, що оточує гніт. Не менш цікаво дізнатися, якого кольору буде полум'я свічки на космічній станції. На землі в ньому переважає жовтий відтінок, зумовлений свіченням розжарених частинок сажі. Зазвичай вогонь горить за нормальної температури 1227-1721оС. У невагомості було помічено, що з вичерпання пального речовини починається «холодне» горіння за нормальної температури 227-527оС. У цих умовах суміш граничних вуглеводнів у складі воску виділяє водень Н2, який надає полум'ю голубуватий відтінок. А чи запалював хтось справжні свічки в космосі? Виявляється, запалювали – на орбіті. Вперше це було зроблено в 1992 році в експериментальному модулі космічного корабля Spece Shattle, потім в космічному кораблі NASA Колумбія, в 1996 досвід повторили на станції Світ. Звичайно, цією роботою займалися не просто цікаво, а для того, щоб зрозуміти, до яких наслідків може призвести пожежа на борту станції і як з ним боротися. З жовтня 2008 по травень 2012 року подібні експерименти проводилися за проектом NASA на Міжнародній космічній станції. Цього разу космонавти досліджували горючі речовини в ізольованій камері за різних тисків та різного вмісту кисню. Тоді і було встановлено холодне горіння при низьких температурах. Нагадаємо, що продукти згоряння на землі – це, як правило, вуглекислий газ та пари води. У невагомості ж, за умов горіння за низьких температур, виділяються високотоксичні речовини, переважно чадний газ і формальдегід. Дослідники продовжують вивчати горіння у невагомості. Можливо, результати цих експериментів ляжуть в основу розробки нових технологій, адже майже все, що робиться для космосу, за деякий час знаходить застосування на землі.

Другий день у Москві проходить естафета олімпійського вогню, який прибув у неділю з Афін.

Вигадали олімпійський факел на Красноярському машинобудівному заводі. У виробництві використовували нові розробки. Ніхромовий дріт усередині системи горіння факела дозволяє спалахувати газу у випадку, якщо вогонь раптом погасне, і забезпечує стабільне полум'я навіть у погану погоду. До речі, погаснути смолоскип може хіба що від випадкового пориву вітру.

Чи не згасне вогонь у космосі?

Як і обіцяли, перед Іграми смолоскип справді потрапить у відкритий космос. Але горіти в нього, на жаль, не вийде: згідно із заходами безпеки відкритий вогонь на МКС заборонено. У плані відсилала смолоскип у космос новаторами нам стати не вдасться: подібне проробляли 1996-го перед Іграми в Атланті. Однак, у відкритому космосі символ Ігор-2014 ще не був.

На землю частинку Олімпіади поверне космонавт Федір Юрчихін. Більше того, саме той смолоскип, який прилетить із космосу, завершить естафету: від нього запалять чашу з вогнем у Сочі.

Чи гас коли-небудь смолоскип?

Хоча у смолоскипі газ, він гас і не раз. Олімпійський вогонь не вічний, тому випадків, коли він гас, відомо кілька. Найбільше проблем було перед Олімпіадою у Пекіні. Вогонь гасили захисники довкілля в Парижі та сильні дощі в Японії, зустрічний вітер, викликаний високою швидкістю бігунів у Наньцзіні, та дивні обставини на Тибеті. Причину згасання там не можуть встановити й досі.

Перед лондонськими Іграми причини, навпаки, були очевидними: смолоскип не змогли зберегти під час рафтингу, виною стали сильний вітер та бризки. Розпалювати доводилося підручними засобами. У найближчі кілька місяців оцінимо, якими є росіяни в іграх з вогнем.

З скільки років можна стати факелоносцем?

Оскільки дітям грати з вогнем найсуворіше забороняють, у факелоносці всіх, молодших 14 років, не беруть. Проте максимальний вік не обмежений. У нинішній естафеті найстаршим, наприклад, стане знаменитий актор 98-річний Володимир Зельдін.

Чи завжди рухається смолоскип?

Зовсім немає. На шляху естафети передбачено велику кількість технічних зупинок. Запасів газу у смолоскипі вистачає на 15 хвилин, тому вогонь поміщатиметься у спеціальну лампаду, до якої приставлено людину особливої посади - охоронця вогню.

Вночі вогонь також зберігатиметься в подібних лампадках, проте деякі етапи естафети розраховані на пізній час доби, і навіть сама конструкція смолоскипа передбачає це. Рифлена поверхня забезпечує найкраще розсіювання світла від вогню.

Де зробили смолоскип?

Дизайном факела займається країна, яка приймає Ігри; Зовнішній вигляд узгоджується з МОК, і починається серійне виробництво. У Росії розробкою займалася спеціально зібрана команда дизайнерів та інженерів. У конструкції використовували алюмінієвий сплав та високоміцні полімери, з якими працювали фахівці заводу «Красмаш», що у Красноярську. Кому, як не майстрам оборонної промисловості, довірити таку справу.