آتش در فضا

[M_Saturn]

سلام. همیشه برای من سوال بوده که توی فضا که همه چیز شناوره آتش چطوره؟؟؟
امیدوارم از خوندن این مقاله لذت ببرین.

آتش در فضا مانند همزاد زمینی خود هم می*تواند مفید باشد و هم بلای جان. اصولا با اینکه بیش از ۵۰ سال از آغاز عصر فضا می گذرد، هنوز هم نیروی اصلی پیشران در فضا از سوختن دو ماده شیمیایی در کنار هم تامین می*شود. از این رو افزایش علم و دانش بشر به احتراق و سوختن مواد در فضای ماوراء جو، جایی که بی وزنی[/url] حکمفرماست برای آینده سفرهای فضایی بشر واجب و ضروری است. از دیگر سو امروزه در هر لحظه حداقل شش فضانورد در فضا زندگی می*کنند. ایستگاه بین*المللی فضایی که تا همین اواخر و قبل از ارسال ایستگاه فضایی چینی*ها تنها مقصد مداری انسان محسوب می*شد، همیشه شاهد حضور انسانهای شجاعی در عرشه خود است که برای بقا به اکسیژن نیاز دارند. وجود اکسیژن در یک کابین فضایی که مملو از سیم*های برق فراوان در دیواره*های خود است و وجود مواد قابل احتراق فراوانی که اطراف آنها را دربرگرفته است، شرایط بسیار عالی و بی*نظیری برای یک فاجعه آتش*سوزی را در دل نهفته دارد. این هم دومین دلیل مهم برای مطالعه فرایند احتراق در فضا و در شرایط بی وزنی است. اینجا و روی زمین که گرانش وجود دارد، آتش باعث گرم و در نتیجه سبک شدن هوا می شود. هوای گرم و سبک بالا می رود و هوای سرد و تازه که مملو از اکسیژن است، جای آن را اشغال می نماید. همین موضوع ساده باعث شعله*ور شدن آتش می*شود. اما در داخل یک کابین فضاپیما و در فضا، جایی که بی وزنی حاکم است و بالا و پایینی وجود ندارد، قطعا فرآیند سوختن مواد باید فرم متفاوتی داشته باشد.
شعله اساسا محصول قابل دیدن یک فرایند شیمیایی گرماده است. مفهوم این حرف این است که وقتی دو ماده در شرایط خاصی با هم ادغام شوند و در نتیجه آن گرما تولید شود٬ می*توان انتظار دیدن شعله آتش را داشت. از نظر فیزیکی شعله حالت چهارمی از ماده است که آن را پلاسما می*نامند. پلاسما مخلوط گازی است که در اثر حرارت بسیار یونیزه شده و اتمهای گاز، یک یا تعدادی از الکترون*های خود را از دست داده نها به لایه**های بالاتری از سطح انرژی منتقل شده*اند.[url=http://www.spacescience.ir/ShowPost.aspx?Post=0000193]در چنین حالتی چنانچه اتمهای برانگیخته شده فرصتی برای برگشتن به حالت عادی خود پیدا کنند٬ نوری از خود ساطع خواهند کرد که رنگ آن بستگی به میزان برانگیختگی اولیه آنها٬ دمای شعله٬ جنس سوخت٬ وجود میزان کافی اکسیژن و یا هر اکسیدکننده دیگر و پارامترهای فراوان دیگری دارد.

اما شعله*ها در زمین غیر از رنگ مسحور کننده٬ شکل خاطره*انگیز و رقص به یادماندنی نیز دارند. شاید تعجب کنید اگر بدانید که این همه به گرانش ربط دارد. وقتی شعله*ای در ریشه آتش شکل می*گیرد٬ دمای محیط اطراف خود را گرم می کند. هوای گرم٬ منبسط شده و سبک می*شود و به طبعیت از قانون شناوری بالا می رود و جای خود را به هوای سرد سنگین*تر می*دهد. هوای سرد که اتفاقا سرشار از اکسیژن است آتش را شعله*ورتر ساخته و این فرآیند تکرار می*شود. همین آمد و شد هوا تازه باعث می*شود که همواره در کنار منبع آتش٬ جریانی از هوا به سمت بالا وجود داشته باشد. همین جریان هوای بالا رونده است که شکل کاج مانند و لرزان شعله را ممکن می*سازد.
منبع: Fight Fire in Space
ادامه هم داره

[shabaviz]

بله واقعا آتش در فضا جالبه.یادمه معلم فیزیکمون فیلمی از ایستگاه فضایی برامون اورده بود که توش اتش در فضا هم بود خیلی به شکلش دقت نکردم ولی یادمه برام خیلی خیلی جالب بود.اب هم در فضا جالبه ولی اتیش یه چیز دیگه است.

[M_Saturn]

اما در مدار زمین و جایی که شرایط میکروگرانشی بر کشتی فضایی و سرنشینان آن حاکم است٬ قوانین همرفت گرمایی و شناوری سیالات دیگر حکمفرما نیست٬ چراکه این قوانین اصالتا بر پایه وجود گرانش استوار هستند. از این رو جریان بالارونده*ای که ذکرش رفت وجود نخواهد داشت و شعله در فضا به شکل کره در خواهد آمد. کره آبی کم فروغ و کم حرارتی که آن را شعله سرد نیز می نامند. یک شمع در زمین هنگام سوختن حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ وات انرژی اعم از گرمایی و روشنایی تولید می*کند. در مقایسه همین شمع در فضا و در بهترین شرایط تنها قادر به تولید ۲ تا ۳ وات انرژی است. اما شعله*های فضایی از یک نگاه بی*نظیرند. شعله*های یک آتش فضایی کامل*ترین و پاک*ترین شعله*هایی هستند که ما می*شناسیم.
شعله*ها در فضا می*توانند بسیار کم فروغتر و کم انرژی تر از شعله*های زمینی باشند و این بدان مفهوم است که در صورت ایجاد یک آتش*سوزی در فضا٬ چند شعله کوچک سرگردان که سرگرم سوزاندن قطراتی از مثلا یک قطعه پلاستیک ذوب شده هستند٬ می*توانند از محل اصلی آتش سوزی جدا شده و معلق٬ در فضای داخلی فضاپیما این طرف و آن طرف بروند و در حالی که فضانوردان سرگرم خاموش کردن آتش اصلی هستند٬ در جایی دیگر از فضاپیما مقدمات یک آتش*سوزی دیگر را ایجاد نمایند. به همین دلیل است که مطالعه و بررسی علمی پدیده آتش*سوزی در فضا اهمیت بسیار دارد

[attach=config]1498[/attach]


الان نزدیک به سه سال است که یک استاد دانشگاه از مدرسه مهندسی ژاکوب در دانشگاه کالیفرنیا به نام فرمن ویلیامز مشغول مطالعه روی فرآیند احتراق در ایستگاه بین*المللی فضایی است. اما نکته جالب در مورد این پرفسور این است که حتی برای یک بار هم به فضا سفر نکرده است. همه این آزمایش*ها از مرکز تحقیقات فضایی جان گلن و به صورت کنترل از راه دور صورت می*گیرد.[url=http://www.spacescience.ir/showpost.aspx?post=0000193][/url]تجهیزات آزمایشگاهی این پژوهشگر و همکارانش در ماژول دستینی ایستگاه بین*المللی فضایی و به عنوان بخشی از مجموعه آزمایشگاهی احتراق در بی وزنی قرار دارند. در این آزمایشگاه کنترل از راه دور محفظه احتراقی وجود دارد که می تواند شرایط اتمسفری مختلفی را تولید و قطراتی از مواد گوناگون آتش گرفته را به عنوان سوخت در آن رها نماید.

انجام آزمایشات مختلف در این آزمایشگاه فضایی کنترل از راه دور که flex نامیده می*شود٬ نشان داد که بی وزنی باعث می شود تا قطره سوخت مورد نظر در داخل محفظه احتراق معلق باقی مانده و با توجه به شرایط گازی داخل محفظه احتراق آنقدر بسوزد تا تمام شود.
دانشمندان با این تجهیزات آزمایشگاهی واقع در عرشه ایستگاه بین*المللی فضایی قصد دارند که دانش خود را درباره چگونگی احتراق در شرایط بی وزنی ارتقا دهند تا ضمن افزایش توانایی*های بشر برای جلوگیری از وقایع ناخوشایند، بتوانند حداکثر بهره ممکن را نیز از قطره قطره سوخت خود در مدار زمین و یا مسیر سفر به مریخ کسب نمایند.

[NARUTO]

موضوع بسیار جالبی بود سوالهایی داشتم در مورد آزمایشهایی که قبلا انجام میدادم پاسخ برخی رو گرفتم یک سری کارها هست که در رابطه با آزمایشهایم باید انجام بدهم به موردی بر خوردم در همین پست عنوان میکنم

[M_Saturn]

ویلیامز و همکارانش تلاش دارند تا با رها کردن قطره ای از سوختهای مختلف در شرایط آزمایشگاهی دریابند که مرز خاموش شدن یا شعله ور شدن یک قطره سوخت تا چه حد به وجود اکسیژن و دی اکسید کربن وابسته است. از آنجاییکه سیستمهای اطفای حریق در ایستگاه بین*المللی فضایی از دی اکسید کربن برای مبارزه با آتش استفاده می کنند، نتایج این آزمایشها می*تواند برای فضانوردان نوید ناو فضایی امن*تری را بدهد. البته این اولین باری نیست که پدیده آتش در فضا بررسی می*شود. قبلا هم ویلیامز یک آزمایشگاه فضایی به نام Spacelab طراحی کرده بود و آن را در محفظه بار شاتل فضایی راهی مدار زمین نموده بود. ویلیامز از وقتی دانشجوی مقطع کارشناسی بود عاشق مطالعه پدیده آتش گردید. یک روز که او طبق معمول سر کلاس نشسته بود٬ استادش معادلات حاکم بر احتراق را روی تابلو نوشت. ویلیامز که پیچیدگی این پدیده را فهمید با خود فکر کرد که می*تواند عمری از آتش نان به دست آورد و اینچنین شد که زندگی حرفه*ای آتشینی برای خود برگزید. دور اول تحقیقات ویلیامز در فضا سال گذشته و پس از دو سال آتش بازی در فضا پایان یافت٬ اما او بیکار ننشست و فورا طرح جدیدی برای ناسا فرستاد تا دور دوم آزمایشات در ایستگاه بین المللی فضایی را از سال جاری آغاز نماید .

[ATTACH=CONFIG]1521[/ATTACH]

تست شعله شمع در آزمایشگاه سقوط آزاد. به محض رها شدن محفظه آزمایش و شروع حرکت سقوط آزاد٬ شعله شمع تغییر حالت داده و انرژی احتراقی آن به شدت کاهش می*یابد.