Um ein Feuer zu haben, braucht man drei Dinge: Sauerstoff, Wärme und brennbares Material, daher ist das kalte Vakuum des Weltraums der letzte Ort, an dem man erwarten würde, dass etwas brennt. Ich habe mich jedoch gefragt, ob ein sehr großes beschädigtes Raumschiff dies ändern würde.
Nehmen wir zum Beispiel an, dass an Bord eines Raumschiffs eine Explosion passiert ist, die nicht nur eine Kraftstoffleitung im Inneren des Raumschiffs beschädigt hat, so dass alles in der Nähe der Explosion mit brennbaren Flüssigkeiten getränkt wurde und Feuer gefangen hat, sondern auch ein beträchtliches Loch hinterlassen hat in der Außenhülle des Schiffes.
Wenn das Loch groß genug ist und das Schiff so viel Luft hat, dass es nicht zu schnell entleert wird, nehme ich an, dass der Luftdruck im Inneren des Schiffes ausreichen würde, um mehrere der treibstoffgetränkten und brennenden Dinge in die Nähe zu blasen das Loch hinaus in den Weltraum.
Als diese brennenden Trümmerteile das beschädigte Raumschiff verlassen, fragte ich mich jedoch, ob sie für kurze Zeit weiterbrennen würden oder ob das Feuer erlöschen würde, sobald sie das Raumschiff verlassen.
Meine erste Hypothese war, dass die brennenden Trümmer zumindest in den ersten Sekunden nach dem Verlassen des Raumschiffs weiter brennen könnten, da der Sauerstoff, der zum Weiterbrennen der brennenden Trümmer benötigt wird, durch die aus dem Raumschiff strömende Luft bereitgestellt würde, die Temperatur durch die Kombination Wärme der brennenden Trümmer und der Luft – die durch das Feuer im Raumschiff aufgeheizt worden wäre – (denken Sie auch daran, dass Luft und Trümmer Wärmeenergie nur durch Wärme abgeben können, da es im Weltraum keine Materie gibt Strahlung, die nicht sehr effizient ist) und das brennbare Material durch den ausgetretenen Kraftstoff, von dem angenommen wird, dass die brennenden Trümmer darin getränkt sind.
Meine zweite Hypothese war jedoch, dass die brennenden Trümmer in der Sekunde, in der sie durch das Loch im Raumschiff flogen, aufhören würden zu brennen – vielleicht sogar schon vorher, weil die Ausdehnung der Luft, die das Schiff verlässt, diese sehr schnell abkühlen würde, so dass die Luft Um die brennenden Trümmer herum würde sehr schnell fast die gesamte Wärmeenergie der Trümmer absorbiert, wodurch das Feuer erlöschen würde.
Meine Frage ist daher, wenn man all dies berücksichtigt (und vielleicht noch mehr Faktoren, die ich völlig übersehen habe), ist es wahrscheinlich, dass brennende Trümmer in der gegebenen Situation länger als ein paar Sekunden im Weltraum brennen könnten – zumindest lange genug die Verwendung von brennenden Trümmern als visuellen Effekt in Spielen oder Animationen zu rechtfertigen – oder ist brennende Trümmer im Weltraum einfach undenkbar.
Zunächst einmal etwas, das wie ein belangloses Detail oder vielleicht sogar Spitzfindigkeit erscheinen mag, aber in diesem Fall wirklich nicht der Fall ist: Man braucht keinen Sauerstoff, um etwas zu verbrennen. Was Sie brauchen, ist ein Oxidationsmittel , von dem Sauerstoff auf der Erde zufällig eines der am leichtesten verfügbaren ist. So sagt das typische Feuerdreieck Sauerstoff, aber das ist wirklich eine Vereinfachung.
Das von Gustavb geschaffene Feuerdreieck. Selbstveröffentlichte Arbeit von Gustavb , verwendet unter CC-BY-SA-3.0.
Brennstoff plus Oxidationsmittel plus Wärme entspricht einer (typischerweise exothermen) chemischen Reaktion, AKA-Feuer.
Es gibt eine ganze Reihe von Materialien, die zum Verbrennen keine externe Oxidationsmittelquelle benötigen. Zum Beispiel enthalten Batterien auf Lithiumbasis typischerweise ihr eigenes Oxidationsmittel und können als solche sehr schwer zu löschende Brände verursachen. Vergleichen Sie zum Beispiel Warum gibt es so viel Angst um LiPo-Akkus? zur Elektrotechnik, vielleicht besonders die Antwort von Metacollin, in der dies direkt erörtert wird.
Darüber hinaus enthalten Raumfahrzeuge normalerweise viele solcher Verbindungen. Nicht wenige Raketentreibstoffe sind hypergolisch , was bedeutet, dass zwei Komponenten bei Kontakt spontan verbrennen. Dies wird aus verschiedenen Gründen verwendet, nicht zuletzt wegen der relativen Einfachheit (Hypergolika sind übel, aber sie sind bekanntermaßen übel; im Gegenzug brauchen Sie sich z. B. keine Gedanken über die Zündung zu machen). Selbst diejenigen, die nicht hypergolisch sind, sind typischerweise hochenergetisch, und da eine Rakete natürlich für den Betrieb im Vakuum ausgelegt ist, bringt sie zusammen mit dem Treibstoff ihr eigenes Oxidationsmittel mit. Eines der Arbeitspferde von Raketentreibstoffen ist kryogenflüssiger Wasserstoff als Brennstoff und flüssiger Sauerstoff als Oxidationsmittel, die sich in der bekannten chemischen Reaktion zu Dihydrogenmonoxid verbinden – auch bekannt als Wasser, aufgrund der hohen Temperaturen typischerweise in Form von Wasserdampf.
Wenn an Bord eines Raumfahrzeugs eine Kraftstoffleitung gerissen ist, besteht eine sehr gute Chance, dass auch eine nahe gelegene Oxidationsmittelleitung beschädigt wurde. (Typische Raumfahrzeuge verwenden Bitreibstoffe, aber auch Monotreibstoffe sind eine Sache.) Abhängig von den genauen Bedingungen und der verwendeten spezifischen Treibstoffkombination können die beiden spontan verbrennen (Hypergolen) oder nicht (Nicht-Hypergolen), aber es besteht eine gute Chance, dass was auch immer Eine Beschädigung des Raumfahrzeugs könnte einen Funken verursacht haben, der eine Zündquelle darstellt. Solange der Brennstoff- und Oxidationsmittelstrom aufrechterhalten wird, werden sie weiterhin miteinander reagieren.
Sobald ein ausreichend heißes Feuer mit brennbaren Materialien in Kontakt kommt, beginnen diese Materialien ebenfalls zu brennen, jedoch nur solange ein geeignetes Oxidationsmittel vorhanden ist.
Denken Sie auch daran, dass die Brennfähigkeit eines Materials typischerweise von der Menge des vorhandenen Oxidationsmittels abhängt. Apollo 1 hat dies recht gut veranschaulicht, und ein Zitat aus einer Nova-Dokumentation über das US-Mondprogramm ist mir im Gedächtnis geblieben: Bei 15 Pfund pro Quadratzoll Sauerstoff verbrennt Aluminium. Normalerweise halten wir Metalle nicht für brennbar, aber sie sind es. Sogar Eisen ist in Gegenwart typischer Sauerstoffmengen brennbar, wenn auch sehr langsam: Wir bezeichnen es als Rosten , aber genau wie Wasserstoff und Sauerstoff Dihydrogenmonoxid bilden, bilden Eisen und Sauerstoff Ferritoxid.
All dies, um zu sagen, dass es unter bestimmten Bedingungen absolut möglich ist, Dinge im Weltraum brennen zu lassen. Alles, was Sie brauchen, ist eine geeignete lokale Konzentration von Brennstoff und Oxidationsmittel sowie etwas, um die chemische Reaktion in Gang zu bringen. Lokalisierte Raumfahrzeugschäden können leicht alle drei liefern.
Um Feuer zu haben, braucht man ein Oxidationsmittel, Energie und ein oxidierbares Material. Sauerstoff ist ein weit verbreitetes Oxidationsmittel, aber nicht das einzige.
Denken Sie daran, dass die Verbrennung in Mikrogravitation weniger effizient sein kann, da keine Konvektionsbewegung stattfindet und gasförmiges Oxidationsmittel nur auf Diffusion angewiesen ist, um den Reaktionsort zu erreichen (sehen Sie sich Aufnahmen einer in Mikrogravitation angezündeten Kerze an). Das heißt, solange es Kontakt/Mischen zwischen dem Oxidationsmittel und dem oxidierbaren Material gibt, kann es zu einer Verbrennung kommen.
Da Flüssigkeit und Gas im Weltraumvakuum kaum überleben würden, wird das einzig mögliche langlebige Feuer durch die Reaktion von Festkörpermaterialien erzeugt (dh Thermit würde auch im Vakuum weiterbrennen, es braucht keinen gasförmigen Sauerstoff).
Haben Sie schon einmal von Chlortrifluorid gehört ? Dieser Hellboy ist ein sehr starkes Oxidationsmittel und wird auch ohne Sauerstoff und Zündung fast alles in Brand setzen (Wasser, Glas, Metalle und Menschen eingeschlossen).
Hier Zitat aus Wiki:
ClF3 ist ein sehr starkes Oxidations- und Fluorierungsmittel. Es ist extrem reaktiv mit den meisten anorganischen und organischen Materialien, einschließlich Glas und Teflon , und leitet die Verbrennung vieler ansonsten nicht brennbarer Materialien ohne Zündquelle ein. Diese Reaktionen sind oft heftig und in einigen Fällen explosiv. Gefäße aus Stahl, Kupfer oder Nickel widerstehen dem Angriff des Materials durch Bildung einer dünnen Schicht aus unlöslichem Metallfluorid, aber Molybdän, Wolfram und Titan bilden flüchtige Fluoride und sind daher ungeeignet. Alle Geräte, die mit Chlortrifluorid in Kontakt kommen, müssen sorgfältig gereinigt und anschließend passiviert werden, da verbleibende Verunreinigungen die Passivierungsschicht schneller durchbrennen können, als sie sich neu bilden kann. Es ist auch bekannt, dass Chlortrifluorid ansonsten bekannte nicht korrodierbare Materialien wie Iridium korrodiert.
Die Fähigkeit, die Oxidationsfähigkeit von Sauerstoff zu übertreffen, führt zu einer extremen Korrosivität gegenüber oxidhaltigen Materialien, die oft als nicht brennbar angesehen werden. Es wurde berichtet, dass Chlortrifluorid und ähnliche Gase Sand, Asbest und andere stark feuerhemmende Materialien entzünden . Es entzündet auch die Asche von Materialien, die bereits in Sauerstoff verbrannt wurden. Bei einem Industrieunfall brannten 900 kg ausgelaufenes Chlortrifluorid durch 30 cm Beton und 90 cm Kies darunter. Feuerkontrolle/-unterdrückung ist nicht in der Lage, diese Oxidation zu unterdrücken, daher muss die Umgebung einfach kühl gehalten werden, bis die Reaktion aufhört. Die Verbindung reagiert heftig mit Suppressoren auf Wasserbasis und oxidiert in Abwesenheit von atmosphärischem Sauerstoff, wodurch Atmosphärenverdrängungs-Suppressoren wie CO2 und Halon vollständig unwirksam werden. Es entzündet Glas bei Kontakt.
Sie können Feuer von Chlortrifluorid nicht mit Vakuum löschen, Sie können Feuer von Chlortrifluorid nicht mit Sand löschen, Sie können Feuer von Chlortrifluorid nicht mit Wasser löschen.
Es wird im Weltraum brennen. Und es wird als Bestandteil von Raketentreibstoffen verwendet, daher ist es völlig normal, diese Chemikalie auf einem Raumschiff zu finden.
Ich mag diese beiden Antworten, aber ich möchte auch darauf hinweisen, dass der Sauerstoff nicht nur schnell ausströmt, wenn ein Raumschiff platzt, sondern "explosive Evakuierung". Wenn das Loch im Schiff passiert, tritt die gesamte Luft, die austreten kann, fast augenblicklich aus. Es ist nicht wie im Film Aliens, wo die Leute gegen den Strom ankämpfen können, bis sie die Tür geschlossen bekommen. Ich würde also keine Luft aus dem Schiffsinneren verwenden, um Ihre Feuer am Brennen zu halten.
Zum Beispiel kämpfte die Besatzung der Raumstation Mir wie Ripley in Aliens gegen einen Atmosphärenstrom, der die Station verließ, aber die Löcher, durch die die Luft austrat, waren so klein, dass sie sie nie fanden, um sie zu flicken, und dieses Modul wurde nie benutzt wieder.
Hoffe das hilft.
Wie bereits erwähnt, ist die Verbrennung im Vakuum durchaus möglich, ein Beweis, der von allen Raketentriebwerken erbracht wird; Insbesondere fester Raketentreibstoff brennt auch ohne den "Motor" selbst problemlos im Weltraum.
„Normales“ OTOH-Feuer, wie es in Ihrem Raumschiff entwickelt wird (aufgrund von atmosphärischem Sauerstoff als Oxidationsmittel), würde aufgrund von zwei Faktoren ziemlich schnell erlöschen, sobald es sich außerhalb des Containments befindet:
Abhängig von den Besonderheiten der brennenden Materialien können sie also weiter brennen (unwahrscheinlich, dass Dinge, die ein solches Verhalten zeigen, einfach nicht ungeschützt herumliegen) oder fast sofort aufhören zu brennen, sobald der Druck um sie herum nachlässt.
Wenn die Menge an nicht gasförmigem brennendem Material hoch ist, können Sie von außen gesehen eine lange Flamme aus dem Raumschiff ausbrechen sehen, hauptsächlich aufgrund von heißen Materialien, die noch strahlen (auch wenn sie nicht mehr aktiv brennen).
Nein. Das Cody's Lab- Video Ist Feuer in einem Vakuum möglich? demonstriert die Notwendigkeit eines Feuervierecks : Brennstoff, Oxidationsmittel, Wärme und Druck , um Brennstoff und Oxidationsmittel nahe beieinander zu halten. Andernfalls bläst die Zündenergie die Hitze weg und Sie erhalten eine kleine Rauchwolke anstelle einer Verbrennung.
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