Зліва - свічка горить на Землі, а справа - в невагомості.
Експеримент, проведений на борту Міжнародної космічної станції, дав несподівані результати - відкрите полум'я повело себе зовсім не так, як очікували вчені.
Як люблять говорити деякі вчені, вогонь - це найдавніший і найуспішніший хімічний експеримент людства. Дійсно, вогонь ішов з людством завжди: від перших багать, на яких смажили м'ясо, до полум'я ракетного двигуна, який доставив людини на Місяць. За великим рахунком, вогонь є символом і знаряддям прогресу нашої цивілізації.
Доктор Форман А. Вільямс, (Forman A. Williams), професор фізики в Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго, давно працює над вивченням полум'я. Зазвичай вогонь - це дуже складний процес тисяч взаємопов'язаних хімічних реакцій. Наприклад в полум'я свічки вуглеводневі молекули випаровуються з гніту, розщеплюються під впливом тепла і з'єднуються з киснем, виробляючи світло, тепло, CO2 і воду. Деякі з вуглеводневих фрагментів у формі кільцеподібних молекул, званих поліциклічні ароматичні вуглеводні, утворюють сажу, яка може також згоріти або перетворитися в дим. Знайому каплевидную форму олії у вогонь свічки надає гравітація і конвекція: гаряче повітря піднімається вгору і затягує в полум'я свіже холодне повітря, завдяки чому полум'я тягнеться вгору.
Але, виявляється, в невагомості все відбувається інакше. В ході експерименту під назвою FLEX, вчені вивчали вогонь на борту МКС, щоб розробити технології гасіння пожеж в невагомості. Дослідники підпалювали невеликі бульбашки гептана всередині спеціальної камери і дивилися, як веде себе полум'я.
Вчені зіткнулися з дивним явищем. В умовах мікрогравітації, полум'я горить по-іншому воно утворює маленькі кульки. Це явище було очікуваним, оскільки на відміну від полум'я на Землі, в невагомості кисень і паливо зустрічаються в тонкому шарі на поверхні сфери, це проста схема, яка відрізняється від земного вогню. Проте, виявилася дивна річ: вчені спостерігали продовження горіння вогненних кульок навіть після того, як за всіма розрахунками горіння мало припинитися. При цьому вогонь перейшов в так звану холодну фазу - він горів дуже слабо, настільки, що полум'я неможливо було побачити. Тим не менш, це було горіння, і полум'я могло миттєво спалахнути з великою силою при контакті з паливом і киснем.
Зазвичай видимий вогонь горить при високій температурі між 1227 і тисячі сімсот двадцять сім градусами Цельсія. Гептанова бульбашки на МКС також яскраво горіли при цій температурі, але в міру вичерпання палива і охолодження, почалося зовсім інше горіння - холодне. Воно проходить при відносно низькій температурі 227-527 градусів Цельсія і виробляють не сажу, CO2 і воду, а більш токсичні монооксид вуглецю і формальдегід.
Схожі типи холодного полум'я в лабораторіях відтворювалися і на Землі, але в умовах гравітації сам по собі такий вогонь нестійкий і завжди швидко згасає. На МКС, однак, холодну полум'я може стійко горіти кілька хвилин. Це не дуже приємне відкриття, так як холодний вогонь надає собою підвищену небезпеку: він легше запалюється, в тому числі мимовільно, його складніше виявити і, до того ж, він виділяє більше токсичних речовин. З іншого боку, відкриття може знайти практичне застосування, наприклад в технології HCCI, яка передбачає запалювання палива в бензинових моторах немає від свічок, а від холодного полум'я.