ScienceCasts: Strange Flames on the International Space Station

[ musik ] Api Aneh di Stasiun Luar Angkasa Internasional Dipersembahkan oleh Science@NASA Api, sering dikatakan, adalah eksperimen kimia tertua umat manusia. Selama ribuan tahun, orang telah mencampur udara kaya oksigen di Bumi dengan berbagai bahan bakar yang hampir tak ada habisnya untuk menghasilkan nyala api bercahaya yang panas. Ada busur pembelajaran tentang pembakaran yang membentang dari api unggun paling awal manusia primitif hingga mobil paling canggih yang berlomba di jalan raya super abad ke-21.

Insinyur mempelajari pembakaran untuk menghasilkan mesin pembakaran internal yang lebih baik; ahli kimia mengintip ke dalam api mencari reaksi eksotis; koki bereksperimen dengan api untuk memasak makanan yang lebih baik. Anda akan berpikir tidak banyak lagi yang bisa dipelajari. Forman A. Williams, seorang profesor fisika di University of California San Diego, tidak akan setuju. 'Kalau soal kebakaran,' katanya, 'kita baru saja mulai.' Api sulit dimengerti karena rumit. Dalam nyala lilin biasa, ribuan reaksi kimia terjadi. Molekul hidrokarbon dari sumbu diuapkan dan dipecah oleh panas. Mereka bergabung dengan oksigen untuk menghasilkan cahaya, panas, karbon dioksida dan air.

Beberapa fragmen hidrokarbon membentuk molekul berbentuk cincin yang disebut hidrokarbon aromatik polisiklik dan, akhirnya, jelaga. Partikel jelaga dapat terbakar sendiri atau hanyut begitu saja sebagai asap. Bentuk titik air mata api yang familiar adalah efek yang disebabkan oleh gravitasi. Udara panas naik dan menarik udara sejuk segar di belakangnya. Ini disebut daya apung dan inilah yang membuat nyala api naik dan berkedip. Tapi apa yang terjadi ketika Anda menyalakan lilin, katakanlah, di Stasiun Luar Angkasa Internasional? 'Dalam gayaberat mikro, api menyala secara berbeda- mereka membentuk bola-bola kecil,' kata Williams. Bola api stasiun luar angkasa ternyata menjadi laboratorium mini yang luar biasa untuk penelitian pembakaran. Tidak seperti api di Bumi, yang membesar dengan rakus ketika mereka membutuhkan lebih banyak bahan bakar, bola api membiarkan oksigen datang kepada mereka. Oksigen dan bahan bakar bergabung dalam zona sempit di permukaan bola, tidak ke sana kemari di seluruh nyala api. Ini adalah sistem yang jauh lebih sederhana.

Baru-baru ini, Williams dan rekan-rekannya melakukan eksperimen stasiun luar angkasa yang disebut 'FLEX' untuk mempelajari cara memadamkan api dalam gayaberat mikro ketika mereka menemukan sesuatu yang aneh. Tetesan kecil heptana terbakar di dalam ruang bakar FLEX. Sesuai rencana, api padam, namun tak disangka tetesan bahan bakar terus menyala. 'Itu benar-membakar tanpa api,' kata Williams. "Awalnya kami sendiri tidak percaya." Faktanya, Williams percaya api itu ada di sana , terlalu redup untuk dilihat.

'Ini adalah api yang keren,' dia menjelaskan. Api biasa yang terlihat membakar pada suhu tinggi antara 2200 dan 3100 derajat fahrenheit. Bola api heptana di stasiun luar angkasa dimulai pada rezim 'api panas' ini. Tetapi ketika bola api mendingin dan mulai padam, jenis pembakaran yang berbeda mengambil alih. 'Api dingin menyala pada suhu yang relatif rendah 400 hingga 1000 derajat fahrenheit,' kata Williams. 'Dan chemistry mereka benar-benar berbeda. Api normal menghasilkan jelaga, karbon dioksida, dan air. Api dingin menghasilkan karbon monoksida dan formaldehida.' Api dingin serupa telah dihasilkan di Bumi, tetapi mereka segera padam. Namun, di stasiun luar angkasa, nyala api yang dingin dapat menyala selama hampir satu menit. 'Ada implikasi praktis dari hasil ini,' catat Williams. 'Misalnya, mereka dapat menyebabkan pengapian mobil lebih bersih.' Salah satu ide yang telah dikerjakan oleh perusahaan mobil selama bertahun-tahun adalah HCCI– kependekan dari 'pengapian kompresi muatan homogen.' Di dalam silinder mobil, alih-alih percikan api, akan ada proses pembakaran yang lebih lembut dan tidak menimbulkan polusi di seluruh ruangan.

'Kimia HCCI melibatkan kimia api dingin,' kata Williams. 'Kontrol ekstra yang kami dapatkan dari pembakaran kondisi tunak di stasiun luar angkasa akan memberi kami nilai kimia yang lebih akurat untuk jenis penelitian ini.' Baru mulai, memang. Untuk informasi lebih lanjut tentang api aneh dan misteri lain di orbit Bumi , pantau terus science.nasa.gov.

Leave a Comment

You cannot copy content of this page

%d bloggers like this: