零重力環境下,火焰是個什麼形狀?實驗結果顯示出圓形或橢圓形

2020-12-11 騰訊網

趣味探索訊 在2019年裡，頻繁爆發的野火將數千平方公裡森林化為灰燼，無情的野火已成為了21世紀人類最棘手災難之一，不過這些火災都發生在地球上。那麼火焰在零重力環境下，是個什麼樣子，零重力環境下發生火災，結果又會怎樣呢？最近，美國宇航局的太空人在國際空間站（ISS）上對零重力環境下火災進行了研究，研究結果表明，太空火災可能比陸地火災更危險。

在地球上，玩火一直被認為是一件危險的事情，而位於400公裡高空上的國際空間上發生火災更是危險中的危險。不過為了研究零重力環境下的火災，美國宇航局的太空人決定鬥膽進行危險實驗，故意點著了一些體積不大的燃燒物，當然，前提是燃燒實驗在一個非常密封環境中進行，主要是為了確保安全起見，這次實驗稱為「密閉燃燒」，實驗結果發現火焰的形狀很特別。

儘管在多年以前，科學家曾經在太空中做過燃燒實驗，但是在2019年最後幾天裡，即聖誕節前夕，美國宇航局的太空人，再次對燃燒進行了一次詳細研究。一共進行了15次試驗，太空人使用風扇將帶有氧氣的空氣吹進「密閉燃燒」室中，火焰一共燃燒了22分鐘，分別測試了各種不同的燃燒物，比如棉花、玻璃纖維和丙烯酸塑料板等，以了解燃燒速度和強度。

在有重力環境的地球上，當燃燒物在燃燒時，火焰底部會吸入較稠密的冷空氣，空氣在經過加熱膨脹後上升，接著火焰底部繼續吸入冷空氣，一直這樣循環下去，該過程可以將大量新鮮氧氣注入火中，有助於燃燒，所以地球上的火焰一般向上移動，並且具有獨特形狀，有點像水滴，當然有大風情況下，會向周圍偏移。

然而在零重力環境下燃燒並非如此。國際空間站拍攝照片顯示，在零重力環境中，火焰可以是圓球形，也可以受外部空氣流動影響而變成橢圓狀。因為燃燒過程中沒有重力參與，也沒有自然對流參與，熱空氣沒有上升，火焰也沒有向上移動，所以火焰中殘餘熱量更大，傷害力和爆發力更強。這次燃燒實驗讓科學家對太空火災有了新認識。

美國宇航局首席科學家稱，對這次的燃燒實驗非常滿意，這項研究將有助於預測大火在低重力下如何傳播，用於改善未來載人飛行任務，用於改進材料選擇和消防安全策略。不僅如此，對月球環境的燃燒過程也具有借鑑作用，我們知道月球環境與空間站和地球環境不同，但有理由相信月球火災比地球火災危險性更大。有趣的科學探索內容請關注唯一微信公眾號：有趣探索

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