Viimeaikaiset kansainvälisen avaruusaseman kokeet ovat osoittaneet, että avaruuspalo voi olla vähemmän ennustettavissa ja mahdollisesti tappavampaa kuin se on maan päällä. "Kokeiluja on tapahtunut", sanoo NASA: n ilmailuinsinööri Dan Dietrich, "missä havaitsimme tulipaloja, joiden ei uskomme olevan olemassa, mutta jotka tapahtuivat."
Tästä tarinasta
[×] SULJE
Yhdistelmä vääränvärinen kuva tulesta avaruudessa. Kirkkaankeltainen jäljittää polttoainepisaran polkua, joka kutistuu palaessaan ja tuottaa vihreää nokea. (Paul Ferkul / NASA) 
Kuvagalleria
Asiaan liittyvä sisältö
- Zero-G-palopulssit kuin meduusat avaruusasemalla
Se palo, joka yllättää meitä edelleen, on itsekin yllättävä, kun ajatellaan, että palaminen on todennäköisesti ihmiskunnan vanhin kemian kokeilu, joka koostuu vain kolmesta perusosa-aineesta: hapesta, lämmöstä ja polttoaineesta.
Täällä maan päällä, kun liekki palaa, se lämmittää ympäröivän ilmakehän aiheuttaen ilman laajentumisen ja muuttuvan vähemmän tiheäksi. Painovoima vetää kylmempää, tiheämpää ilmaa liekin pohjaan ja syrjäyttää kuuman ilman, joka nousee. Tämä konvektioprosessi syöttää tuoretta happea tulipalossa, joka palaa, kunnes polttoainetta loppuu. Ilmavirta ylöspäin antaa liekille kyynelmuodonsa ja aiheuttaa sen välkkymisen.
Mutta outoja asioita tapahtuu avaruudessa, missä painovoima menettää otteensa kiintoaineisiin, nesteisiin ja kaasuihin. Ilman painovoimaa kuuma ilma laajenee, mutta ei liiku ylöspäin. Liekki jatkuu hapen diffuusion takia, ja satunnaiset happimolekyylit ajautuvat tuleen. Ilman ylöspäin suuntautuvaa kuumaa ilmaa, mikropainoiset tulipalot ovat kuplan muotoisia tai pallomaisia - ja hitaita vähäisen happivirtauksen ansiosta. "Jos sytytät paperinpalan mikropainolla, tuli hiipuu vain hitaasti päädystä toiseen", sanoo Dietrich. "Astronautit ovat kaikki innostuneita tekemään kokeitamme, koska avaruuspalot todella näyttävät melko vieraalta."
Tällaiset tulipalot saattavat tuntua hirveän rauhalliselta ihmisille, jotka ovat tottuneet maallisten liekkien kappiin. Mutta mikrogravitaation liekki voi olla sitkeämpi, kykenevä selviytymään vähemmän happea ja palamaan pidemmän aikaa.
NASA: lla on käytännölliset sovellukset mielessä tutkimuksessaan. Tutkijat toivovat voivansa tietää, ovatko tietyt materiaalit tulenarkoja avaruudessa, ja siten niitä voidaan välttää. Kokeet viittaavat siihen, että avaruusaseman sammuttimet, jotka ruiskuttavat kaasuja liekissä, ovat vähemmän tehokkaita kuin terra-firmassa, koska ne ohjaavat ilmaa (ja happea) tuleen ja tarjoavat lisäpolttoainetta.
Lisäksi avaruusasemalla saatavat tiedot - kokeilujen avulla, esimerkiksi vertaamalla tulipalon leviämistä tasaisille esineille verrattuna pallomaisiin - auttavat insinöörejä ymmärtämään paremmin polttoaineiden ja liekkien käyttäytymistä maapallolla, missä noin 75 prosenttia voimastamme tulee jostakin muusta palamisen.
NASA: n tutkijat ovat erityisen innoissaan omituisesta, ennennäkemättömästä polttotyypistä, jota he havaitsivat avaruudessa viime kevään aikana: Kun tietyt nestemäiset polttoaineet syttyvät, ne palavat edelleen, vaikka liekit näyttäisivät sammuvan. Polttoaineen palaminen tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäinen tuli palaa näkyvällä liekillä, joka lopulta sammuu. Mutta pian sen jälkeen polttoaine valitaan uudelleen muodossa ”viileitä liekkejä”, jotka palavat alhaisemmissa lämpötiloissa ja ovat näkymättömiä paljaalla silmällä.
Tutkijoilla ei ole vielä selitystä tähän ilmiöön. Mutta insinöörit sanovat, että jos tämä kemiallinen prosessi voitaisiin kopioida maan päällä, seurauksena voisi olla dieselmoottorit, jotka käyttävät viileitä liekkejä tuottamaan vähemmän ilman epäpuhtauksia.
NASA: n tutkijan Paul Ferkulin mukaan mikropainovoimakokeet tarjoavat ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia tulen taustalla olevaa dynamiikkaa "perusteellisemmasta näkökulmasta" tarkastelemalla palamisprosesseja, "jotka muuten olisivat peitettynä tai ainakin monimutkaisia painovoiman avulla".
