Was ist die Ursache für das blaue Licht von LH2/LOX-Raketentriebwerken?

Wie von @Thomas hervorgehoben , diskutiert diese schöne Arbeit Radiation from High Pressure Hydrogen-Oxygen Flames and its Use in Assessing Rocket Combustion Instability – Ph. D. Thesis, Fiala, T., 2015 , dieses Phänomen. Der Begriff$\color{blue}{\text{blue radiation}}$wird als das beste verfügbare vorgeschlagen.

Während im nahen UV (etwa 310 nm) aufgrund des excimeren Hydroxylradikals mehrere schmale Spektrallinien vorhanden sind$\text{OH}^*$, erscheint das blaue Licht im sichtbaren Teil des Spektrums als breites, unaufgelöstes Kontinuum.

Abbildung 5.2 von Fiala 2015 zeigt niedrig aufgelöste Spektren von$\text{H}_2 /\text{O}_2$Flammen bei unterschiedlichem Druck. Die Nichtlinearität der Intensität gegenüber dem Druck ist an dem erheblichen Intensitätssprung um 450 nm zu erkennen, wenn der Druck von 21 auf 30 bar ('Atmosphären') erhöht wird. Dies kann derselbe Beginn sein, der das plötzliche Erscheinen der blauen Strahlung unter dem Motor in den fraglichen Testschussbildern erzeugt, wo eine erste Stoßwelle ein Volumen plötzlich hohen Drucks erzeugt.

In Abschnitt 5.3. Untersuchung des Ursprungs der blauen Strahlung Die beiden ähnlichsten Quellen der blauen Chemilumineszenz werden vorgestellt und diskutiert:

Durch räumliche Abbildung der Lumineszenz bei unterschiedlichen Drücken, kombiniert mit numerischer Modellierung der Kinetik und Entwicklung der Prozesse innerhalb der Flamme, kommt Fiala 2015 zu dem Schluss, dass nur die zweite Reaktion (5.2) zur Erzeugung von Chemilumineszenz aus Excimeren führt$\text{H}_2\text{O}_2^*$stimmt mit allen aktuellen Versuchsergebnissen überein.

Das Space Shuttle bietet eine schöne kontrastierende Ansicht sowohl des intensiven gelben Lichts, das vermutlich von einer Kombination aus Schwarzkörperstrahlungsruß und den Aluminiumreaktionsprodukten im Auspuff des SRB stammt, als auch der blauen Strahlung des wasserähnlichen Auspuffs der LH2/LOX-Haupttriebwerke des Shuttles . Die ausgeprägte erste statische Stoßwelle, gefolgt von stoßdiamantartigen Wiederholungen darunter, ist deutlich zu erkennen.

oben: STS-123 (NASA) von hier - Ausschnitt. Der vertikale weiße Balken unter dem Shuttle ist möglicherweise ein Blitzabwehrmast und keine Abgasfahne. Abspannseile sind ebenfalls zu sehen.