Jüngste Tests an Bord der Internationalen Raumstation haben gezeigt, dass Feuer im Weltraum weniger vorhersehbar und potenziell tödlicher sein kann als auf der Erde. "Es hat Experimente gegeben", sagt der NASA-Luft- und Raumfahrtingenieur Dan Dietrich.
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Ein zusammengesetztes Falschfarbenbild des Feuers im Raum. Das leuchtende Gelb zeichnet den Weg eines Brennstofftropfens nach, der beim Verbrennen schrumpft und grünen Ruß erzeugt. (Paul Ferkul / NASA) 
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Dass das Feuer uns weiterhin überrascht, ist selbst überraschend, wenn man bedenkt, dass die Verbrennung wahrscheinlich das älteste chemische Experiment der Menschheit ist, das nur aus drei Grundbestandteilen besteht: Sauerstoff, Wärme und Brennstoff.
Wenn hier auf der Erde eine Flamme brennt, erwärmt sie die umgebende Atmosphäre, wodurch sich die Luft ausdehnt und weniger dicht wird. Die Anziehungskraft der Schwerkraft zieht kältere, dichtere Luft zum Boden der Flamme und verdrängt die aufsteigende heiße Luft. Durch diesen Konvektionsprozess wird dem Feuer frischer Sauerstoff zugeführt, der so lange brennt, bis der Brennstoff aufgebraucht ist. Der Luftstrom nach oben verleiht einer Flamme ihre Tropfenform und lässt sie flackern.
Aber seltsame Dinge passieren im Weltraum, wo die Schwerkraft die Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase verliert. Ohne Schwerkraft dehnt sich heiße Luft aus, bewegt sich aber nicht nach oben. Die Flamme bleibt aufgrund der Diffusion von Sauerstoff bestehen, wobei zufällige Sauerstoffmoleküle ins Feuer driften. Wenn keine heiße Luft nach oben strömt, sind Brände in der Mikrogravitation kuppelförmig oder kugelförmig - und dank des mageren Sauerstoffflusses träge. „Wenn Sie ein Stück Papier in der Schwerelosigkeit entzünden, kriecht das Feuer nur langsam von einem Ende zum anderen“, sagt Dietrich. "Astronauten sind alle sehr gespannt auf unsere Experimente, denn Weltraumfeuer sehen wirklich ziemlich fremd aus."
Solche Feuer mögen den Menschen, die an die launische Natur der irdischen Flammen gewöhnt sind, unheimlich ruhig erscheinen. Aber eine Flamme in der Schwerelosigkeit kann zäher sein, mit weniger Sauerstoff auskommen und länger brennen.
Die NASA hat praktische Anwendungen für ihre Forschung im Auge. Die Wissenschaftler hoffen zu lernen, ob bestimmte Materialien im Weltraum leichter entflammbar sind und somit vermieden werden können. Experimente deuten darauf hin, dass Feuerlöscher in Raumstationen, die Gase an einer Flamme ausstoßen, weniger effektiv sind als auf fester Erde, da sie Luft (und Sauerstoff) zum Feuer leiten und zusätzlichen Brennstoff liefern.
Darüber hinaus helfen die Daten, die an Bord der Raumstation durch Experimente wie den Vergleich der Feuerausbreitung auf flache Objekte und sphärische Objekte gewonnen wurden, den Ingenieuren, das Verhalten von Treibstoff und Flammen auf der Erde besser zu verstehen, wo ungefähr 75 Prozent unserer Energie aus irgendeiner Form stammt der Verbrennung.
Die Wissenschaftler der NASA freuen sich besonders über die möglichen Anwendungen einer bizarren, beispiellosen Art der Verbrennung, die sie im vergangenen Frühjahr im Weltraum beobachtet haben: Wenn bestimmte Arten von Flüssigbrennstoff Feuer fangen, brennen sie weiter, auch wenn die Flammen gelöscht zu sein scheinen. Die Kraftstoffverbrennung erfolgt in zwei Stufen. Das erste Feuer brennt mit einer sichtbaren Flamme, die schließlich erlischt. Doch kurz danach entzündet sich der Treibstoff in Form von „kühlen Flammen“, die bei niedrigeren Temperaturen brennen und für das bloße Auge unsichtbar sind.
Wissenschaftler haben noch keine Erklärung für dieses Phänomen. Aber Ingenieure sagen, dass wenn dieser chemische Prozess auf der Erde dupliziert werden könnte, das Ergebnis Dieselmotoren sein könnten, die kühle Flammen verwenden, um weniger Luftschadstoffe zu produzieren.
Der NASA-Forscher Paul Ferkul sagt, dass die Mikrogravitationsexperimente eine einmalige Gelegenheit bieten, die zugrunde liegende Dynamik des Feuers "von einem grundlegenderen Standpunkt aus" zu untersuchen, indem Verbrennungsprozesse betrachtet werden, "die andernfalls durch die Schwerkraft maskiert oder zumindest kompliziert würden."
