آتش در فضا چگونه می‌سوزد؟

روی زمین، شعله‌های آتش توسط گرانش شکل می‌گیرند. گازهای داغ از شعله‌های آتش بالا می‌آیند، درحالی‌که گرانش هوای خنک‌تر و متراکم‌تر را به سمت پایین می‌کشاند و شکل اشک‌مانند آتش را ایجاد می‌کند. اما در شرایط ریزگرانش، مثلا در ایستگاه فضایی بین‌المللی این چرخه اتفاق نمی‌افتد و شعله کروی‌شکل می‌شود.

گوی هایچائو و ژو یانگژو، فضانوردان ایستگاه فضایی تیانگونگ چین شمعی را روشن کردند و به صورت زنده به بینندگان نشان دادند که شعله‌های آتش در شرایط ریزگرانش چگونه می‌سوزد.

درحالی‌که در نمایش جالب به‌نظر می‌رسد، آتش و فضا ترکیب خوبی نیستند. ناسا توضیح می‌دهد: «آتش در فضا رفتار متفاوتی دارد. تغییر گرانش و جریان هوا می‌تواند نحوه پراکنش آن را تغییر دهد و خاموش کردن آن را دشوارتر کند.» جیمز کینتیر، مهندس مکانیک بازنشسته موسسه ملی استانداردها و فناوری گفت: «باید بدانیم رفتار آتش در فضا چه تفاوتی با رفتار آتش در زمین دارد، وگرنه نمی‌توانیم به‌طور ایمن در آنجا زندگی کنیم.»

در سال ۱۹۹۷ آتش‌سوزی واقعی در ایستگاه فضایی میر رخ داد که چند دقیقه طول کشید و دسترسی به یکی از فضاپیماهای سایوز را که وسیله‌ی نقلیه‌ی فرار بود، قطع کرد. خدمه موفق شدند آتش را خاموش کنند، اما وضعیت برای مدتی بسیار نگران‌کننده بود. راینهولد اوالد، فضانورد آژانس فضایی اروپا درمورد حادثه گفت: «دود و بخاری که از محل آتش‌سوزی بلند می‌شد، به حدی بود که نمی‌توانستیم یک متر جلوتر را ببینیم.»

با توجه به خطرات موجود و فیزیک جالب، آتش در فضا به‌طور گسترده و با دقت مورد مطالعه قرار گرفته است. ناسا به‌عنوان بخشی از آزمایش طراحی شعله، از آتش در شرایط ریزگرانش تصویربرداری و آن را مورد مطالعه قرار داد.

ناسا با اشاره به تصویر شاخص مطلب توضیح داد: «لکه‌های زرد خوشه‌های دوده‌ای هستند که وقتی داغ می‌شوند، به رنگ زرد می‌درخشند. این خوشه‌ها در شرایط ریزگرانش نسبت‌به زمین بزرگ‌تر می‌شوند، زیرا دوده به مدت طولانی‌تری در شعله می‌ماند».

یکی دیگر از مشکلات شعله‌های آتش در ایستگاه‌های فضایی این است که نبود گرانش تشخیص آن‌ها را دشوارتر می‌کند. گیوم لاگروس از مؤسسه احتراق فرانسه به آژانس فضایی اروپا گفت: «با کاهش میدان گرانشی روی مریخ (۰٫۳۸ گرم) یا روی ماه (۰٫۱۶ گرم) شناوری کاهش پیدا می‌کند و درنتیجه زمان معمول موردنیاز برای تشخیص آتش با تجهیزات مرسوم بیشتر می‌شود. علاوه‌بر‌این، در فضاپیما جریان شناوری وجود ندارد، بنابراین دود حرکت هوایی را که سیستم تهویه به وجود می‌آورد، دنبال می‌کند و به تشخیص دیرتر آتش توسط آشکارسازهای دود که معمولا در امتداد خطوط هواکش‌ها قرار دارند، منجر می‌شود.»

در صورت وقوع آتش‌سوزی، فضانوردان بخش روسی ایستگاه فضایی بین‌المللی دارای خاموش‌کننده‌های مبتنی‌بر آب هستند، درحالی‌که بخش ایالات متحده از خاموش‌کننده مبتنی‌بر دی اکسید کربن استفاده می‌کند.

ماتیاس مارر، فضانورد آژانس فضایی اروپا توضیح داد: «باید هنگام استفاده از خاموش‌کننده‌های آتش مراقب باشیم خود را به جایی محکم کنیم یا فضانورد دیگری پشت سرمان بایستد و ما را در جای خود نگه دارد. پس رفتن ناشی از پاشیدن خاموش‌کننده‌ها می‌تواند خیلی قوی باشد و موجب شود به شدت به عقب رانده شویم.»