Kulaté plameny na vesmírné stanici vypadají magicky. Pomůžou atmosféře

  10:00aktualizováno  10:00
Plameny na oběžné dráze nepodléhají gravitaci, a tak místo obvyklého kapkovitého tvaru tvoří koule. Když je astronauti uhasili, zjistili, že palivo nadále hoří. Nikoli horkým, ale chladným plamenem. Pokus z roku 2013 může pomoci studovat chemii spalování a přispět k vývoji ekologičtějších aut.

Říká se, že oheň je první chemický experiment lidí. Po tisíce let lidé pomocí ohně míchají vzduch bohatý na kyslík s nejrůznějšími palivy, a vytvářejí tak zářivé plameny. O různých formách spalování se učíme od prvních táboráků až po spalovací motory na dálnicích 21. století. Konstruktéři studují hoření, aby vytvořili lepší spalovací motory, chemici hledají v plamenech neobvyklé reakce, kuchaři experimentují s ohněm kvůli lepším pokrmům. Nečekali byste, že se o ohni ještě máme co naučit.

Experiment NASA

Pokusy v laboratoři FLEX testují hoření (a hašení) na Mezinárodní vesmírné stanici už od roku 2009.

S tím ovšem nesouhlasí Dr. Forman A. Williams, profesor fyziky na Univerzitě v Kalifornii v San Diegu. „Když přijde na oheň, zatím jsme na úplném začátku,“ tvrdí.

Složité plameny na Zemi i ve vesmíru

Plamenům je těžké zcela porozumět, protože jsou komplikované. Při obyčejném hoření svíčky probíhají v jeden okamžik tisíce chemických reakcí naráz. Uhlovodíkové molekuly z knotu se vypařují a rozpadají horkem. Po spojení s kyslíkem produkují světlo, teplo, oxid uhličitý a vodu. Některé uhlovodíkové fragmenty vytvářejí prstencové molekuly zvané polycyklické aromatické uhlovodíky, a také saze. Saze mohou rovněž samy hořet, nebo zkrátka odplout ve formě kouře.

Polární záře z ISS

Známý tvar plamene připomínající kapku je také výsledkem působení gravitace. Horký vzduch stoupá a táhne za sebou vzduch chladnější. Díky tomuto vztlaku plamen plápolá směrem vzhůru. Ale co když zapálíte svíčku na Mezinárodní vesmírné stanici?

Plamen ve vesmíru (zdroj: NASA)

„V mikrogravitaci hoří plameny jinak. Vytvářejí malé koule,“ říká Williams. A tyto kulovité plamínky se ukazují být studnicí cenných poznatků o spalování. Na rozdíl od plamenů na Zemi, které se lačně rozpínají, když potřebují více paliva, kulovité plameny čekají, až kyslík přijde k nim. Kyslík a palivo se směšují v úzké zóně na povrchu koule, a ne všude možně kdekoli v oblasti plamene. Je to mnohem jednodušší.

Hoření bez plamene

Nedávno provedl Williamss s kolegy na ISS experiment s názvem FLEX, aby zjistili, jak hasit plameny v mikrogravitaci. Zjistili přitom něco zvláštního. Malé kapky heptanu byly spalovány ve speciální spalovací komoře FLEX. Plameny byly podle plánu uhašeny, ale kapky nečekaně pokračovaly v hoření.

„Je to hoření bez plamene,“ říká Williams. „Sami jsme tomu napřed nevěřili.“ Williams se domnívá, že zde plameny jsou, jen jsou tak jemné, že je není možné pozorovat. „Jsou to chladné plameny,“ vysvětluje. Obyčejné viditelné plameny hoří při vysokých teplotách mezi 1 200 a 1 700 stupni Celsia. V horkém režimu začal i plamen heptanu na ISS. Ale poté, co se kulaté plameny ochladily, převládl jiný typ spalování. „Studené plameny hoří při relativně nízkých teplotách, mezi 200 a 540 stupni Celsia,“ říká Williams.

„A chemie jejich spalování je úplně jiná. Normální plameny produkují vodu, oxid uhličitý a saze. Studené plameny produkují oxid uhelnatý a formaldehyd.“

Podobné studené plameny lze vytvořit i na Zemi, ale zhasnou prakticky okamžitě. Na vesmírné stanici je lze udržet i po dobu jedné minuty. „Tyto výsledky mají praktické dopady,“ poznamenal Williams. „Například by mohly vést k ekologičtějšímu spalování.“

Jedním z nápadů, na kterých automobilky pracují už několik let, je HCCI, což je zkratka pro vznětový motor s homogenním naplněním spalovacího prostoru. Ve válci motoru by se používal jemnější, méně znečišťující spalovací proces. „To vyžaduje chemii studených plamenů,“ říká Williams. „Větší kontrola, kterou máme nad studeným spalováním na vesmírné stanici, nám dává přesnější hodnoty při zkoumání této chemie pro tento výzkum.“

Autoři:
 

Nejčtenější

Sexuálně nejvýkonnější vyzvědače přebrali československé rozvědce Sověti

Býval agent československé rozvědky v USA Karel Köcher

Československým komunistickým rozvědčíkům se ve špionáži proti Spojeným státům dlouho nedařilo. Nakonec ale zaznamenali...

Našel na půdě 35 let starý Apple II, zapnul ho a dohrál uloženou hru

Spoustu let ležel na půdě, po zapnutí funguje „jako zamlada“.

Newyorský učitel našel u rodičů na půdě starý počítač Apple II. Zkusil ho zapnout a překvapivě mohl pokračovat ve hře,...

Lokální předpověď počasí se razantně zpřesní, možná pomáhá i váš telefon

GRAF

Nejpřesnější lokální předpovědi počasí dnes nabízejí aplikace v našich telefonech - i proto, že s nimi samy pomáhají....

V Perském zálivu spustili největší baterii světa. Virtuální a bez lithia

Sodíko-sírové bateriové systémy japonské firmy NGK. Systém, který se vejde do...

Ve Spojených arabských emirátech byla připojena do sítě největší „virtuální“ baterie světa s obřím výkonem a úctyhodnou...

Tančík pro vnuka poručíka Grubera. Němci ho nasadili i proti Tálibánu

Lehké obrněné vozidlo Wiesel s 20mm kanonem

V množině bojových vozidel Bundeswehru nalezneme s trochou štěstí i malé, ale o to více zajímavé tančíky Wiesel. Do...

Další z rubriky

Konec volání Opportunity. NASA po 15 letech odepsala vozítko na Marsu

Vozítko Opportunity se prohání po povrchu Marsu od roku 2004. Za tu dobu stihlo...

Americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) ve středu oficiálně odepsal marsovské vozítko Opportunity. Sonda,...

Poslední fotka: Vytrvalé vozítko z Marsu poslalo statisíce snímků

Marsovské vozítko Opportunity na rudé planetě podle představ ilustrátora

Původně měla americká sonda Opportunity posílat data o rudé planetě jen 90 dní. Místo toho odsloužila celých patnáct...

S posádkou už v červenci. SpaceX otestuje loď pro pilotované lety

Umělecké znázornění kosmické lodi Crew Dragon společnosti SpaceX

První zkušební let nové kosmické lodě americké společnosti SpaceX Crew Dragon určené pro přepravu lidí byl stanoven na...

Najdete na iDNES.cz