Hãy tưởng tượng bạn đang cầm một chiếc bật lửa thông thường – loại bật lửa gas hoặc xăng mà bạn hay sử dụng hàng ngày – và thử bật nó trong không gian. Điều gì sẽ xảy ra? Ngọn lửa có cháy như trên Trái Đất hay không? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần xem xét điều kiện đặc biệt trong không gian và cách chúng tác động đến sự cháy.
Trước tiên, cần hiểu rằng trong môi trường không gian, không phải lúc nào cũng hoàn toàn là chân không. Ví dụ, trên các trạm không gian như ISS (International Space Station), môi trường bên trong được kiểm soát để duy trì một lượng oxy nhất định nhằm đảm bảo sự sống cho phi hành gia. Vì vậy, nếu bạn bật một chiếc bật lửa trong môi trường như vậy, ngọn lửa vẫn có thể cháy nhờ sự kết hợp giữa nhiên liệu từ bật lửa và oxy trong không khí. Tuy nhiên, điều thú vị nằm ở cách ngọn lửa sẽ cháy – nó hoàn toàn khác biệt so với Trái Đất.
Ảnh minh họa
Trên Trái Đất, trọng lực đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hình dạng đặc trưng của ngọn lửa. Trọng lực kéo các phân tử không khí lạnh, giàu oxy xuống phía dưới ngọn lửa, trong khi khí nóng nhẹ hơn bốc lên trên, tạo nên hình dáng kéo dài và nhọn ở đầu. Nhưng trong môi trường vi trọng lực, như trên trạm không gian, không có lực kéo này. Ngọn lửa không còn bập bùng hay vươn lên cao mà thay vào đó, nó lan tỏa đều mọi hướng, tạo thành một khối cầu nhỏ bao quanh nguồn nhiên liệu.
Hình cầu này hình thành do sự khuếch tán – một quá trình trong đó các phân tử oxy và nhiên liệu tự do di chuyển ngẫu nhiên để gặp nhau tại vùng cháy. Chính vì vậy, ngọn lửa trong không gian không chỉ có hình dạng lạ mà còn cháy ổn định và yên tĩnh hơn rất nhiều.
Không chỉ khác biệt về hình dáng, ngọn lửa trong không gian còn cháy ở nhiệt độ thấp hơn và có màu sắc khác thường. Do thiếu sự lưu thông của không khí, quá trình đốt cháy diễn ra chậm hơn, dẫn đến màu xanh nhạt của ngọn lửa thay vì màu vàng cam rực rỡ như trên Trái Đất. Điều này cũng khiến sản phẩm cháy như muội than rất ít hoặc gần như không có.
Mặc dù ngọn lửa trong không gian trông có vẻ hiền lành, nhưng nó thực sự rất nguy hiểm. Trong môi trường kín như tàu vũ trụ, lửa có thể nhanh chóng tiêu thụ lượng oxy cần thiết cho phi hành gia, đồng thời sinh ra khí carbon monoxide và các chất độc hại khác. Chính vì vậy, việc sử dụng các nguồn nhiệt sinh lửa trên tàu vũ trụ được kiểm soát nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn.
Ngọn lửa trong không gian không chỉ là một hiện tượng thú vị mà còn mang giá trị khoa học lớn. Các nghiên cứu về sự cháy trong môi trường vi trọng lực đã cung cấp nhiều thông tin quan trọng để cải tiến động cơ đốt trong, phát triển các hệ thống phòng cháy nổ hiệu quả hơn và hiểu rõ hơn về quá trình cháy. Thậm chí, những phát hiện này còn giúp chúng ta hình dung cách con người có thể đối phó với lửa trong các sứ mệnh tương lai trên những hành tinh khác.
Việc bật một chiếc bật lửa trong không gian tưởng chừng là một thí nghiệm đơn giản, nhưng lại mở ra cánh cửa khám phá những quy luật vật lý hoàn toàn mới lạ, đồng thời nhắc nhở chúng ta về sự kỳ diệu và phức tạp của thế giới tự nhiên. Ngọn lửa, dù nhỏ bé, vẫn chứa đựng những bài học quan trọng về cách mọi thứ vận hành trong những môi trường khác nhau.
Hoặc