Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


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

Termovize: podívejte se, jak se pečou turisté na Staroměstském náměstí

Záběry z termokamery na Staroměstském náměstí

Infračervené Slow TV se vrací. Na Staroměstské náměstí v Praze jsme umístili infrakameru, která v přímém přenosu...

Tento pancíř dá tankistům pocit bezpečí a jistoty. Ale bude to stačit?

SMART PROTech na tanku Leopard 2

Německá firma IBD Deisenroth Engineering (IBD) představila prototyp balistické ochrany SMART PROTech pro obrněná...



Úspěšný start. Sonda míří ke Slunci tak blízko, jako žádná předtím

Úspěšný start rakety Delta IV Heavy 12.8.2018 v 9:31 se sondou Parker Solar...

V neděli ráno se ke Slunci vydala unikátní sonda Parker Solar Probe. Měla by se přiblížit k naší hvězdě podstatně blíže...

Záhada lidských lebek na rakvi velmože rozluštěna. Může za ně tajemný řád

Hrobka Jana Jiřího ze Švamberka. Detail nepravého madla v podobě dvou železných...

Nález nepoškozené hrobky a kovové rakve významného šlechtice Jana Jiřího ze Švamberka byl sám o sám o sobě...

Sulfan jako lék? V lidských buňkách možná pomáhá zvrátit stárnutí

Klíč k procesu stárnutí tkví v DNA.

Tým vědců zkoumající jednu z příčin stárnutí oznámil úspěch, a to přímo na lidských buňkách v laboratorních podmínkách....

Další z rubriky

Takto by se mohlo bydlet na Marsu. NASA zveřejnila výsledky soutěže

Představa ilustrátora obydlí na Marsu

Americká vesmírná agentura NASA zveřejnila výsledky soutěže s tématem bydlení na Marsu. Stavby bude možné vytvořit...

Let Falconu 9 ukázal, že se sen o opakovaně použitelné raketě splnil

Start rakety Falcon 9.

Sen Elona Muska o opakovatelně použitelných raketách, které zlevní a zefektivní lety do vesmíru, se začíná naplňovat....

Zemřel jeden z otců družice Magion, Pavel Tříska

Otcové družice Magion 1. Zleva Jaroslav Vojta, Pavel Tříska, František Hruška....

V pondělí 2. července zemřel fyzik Pavel Tříska. Právě on přišel na samém začátku 70. let s nápadem vyslat spolu s...

Najdete na iDNES.cz