Le feu était non seulement important pour la vie humaine dans l'Antiquité, mais il fait toujours partie intégrante de nos vies modernes. Il chauffe nos maisons et notre eau, cuit nos aliments, génère de l'électricité et propulse nos véhicules, entre autres. Pourtant, compte tenu de sa grande complexité, il y a encore beaucoup de choses que nous ignorons sur les complexités du comportement des flammes.
Une équipe de chercheurs du milieu universitaire, du Glenn Research Center de la NASA, de la division des sciences biologiques et physiques de l'agence et d'autres organisations a récemment terminé une série d'enquêtes sur la Station spatiale internationale pour obtenir une meilleure compréhension des phénomènes de combustion. Le Combustion avancée via des expériences de microgravité, ou ACME, les essais en orbite du projet ont commencé en 2017 et comprenaient six enquêtes réussies sur des flammes non prémélangées de combustible gazeux.
Les flammes non prémélangées, comme les flammes de bougies, sont celles dans lesquelles le combustible et le comburant restent séparés avant la réaction ou l'allumage. Des flammes prémélangées se produisent dans de nombreux scénarios d'utilisation quotidienne mentionnés ci-dessus, lorsque le carburant et l'oxydant sont mélangés avant la réaction.
Les six expériences ACME étaient :
- Émulateur de taux de combustion (BRE) - les matériaux démontrés peuvent brûler pendant des minutes en l'absence de circulation d'air dans les atmosphères des véhicules d'équipage envisagés pour les missions futures.
- Flamme de diffusion laminaire Coflow (CLD Flame) - a fourni des données de référence à des extrêmes de suie et hautement dilués pour améliorer les modèles informatiques.
- Enquête sur les flammes froides avec des gaz (CFI-G) - a entraîné des flammes froides non prémélangées de combustibles gazeux sans améliorations, telles que des réactifs chauffés, des plasmas pulsés ou l'ajout d'ozone, qui ont été nécessaires dans les essais au sol.
- Effets du champ électrique sur les flammes à diffusion laminaire (E-FIELD Flames) – a démontré l'utilisation potentielle des champs électriques pour réduire les émissions des flammes non prémélangées.
- Conception de flamme – a démontré, pour la première fois, des flammes sphériques non prémélangées quasi-stationnaires, et une perte de chaleur radiative conduisant à l'extinction pour les flammes plus grandes.
- Structure et réponse des flammes à diffusion sphérique (s-Flame) - a fourni des données sur la croissance et l'extinction des flammes pour l'amélioration des modèles informatiques.
Les expériences ont été menées avec un seul ensemble modulaire de matériel dans le Combustion Integrated Rack (CIR) de la station spatiale. Les tests ont été commandés à distance depuis le Glenn ISS Payload Operations Center de la NASA à Cleveland.
"Plus de 1,500 XNUMX flammes ont été allumées, plus de trois fois le nombre initialement prévu", a déclaré Stocker. "Plusieurs "premières" ont également été réalisées, peut-être plus particulièrement dans les domaines des flammes froides et sphériques."
Stocker a déclaré qu'environ 50 membres du personnel de la NASA Glenn, du milieu universitaire et de ZIN Technologies, Inc. ont soutenu ACME pendant quatre ans et demi d'opérations en orbite. En outre, plus de 30 membres d'équipage de six pays ont joué un rôle essentiel dans la configuration du matériel pour chaque enquête et le remplacement des bouteilles de gaz, des embouts d'allumage et d'autres matériels spécifiques à l'expérience selon les besoins.
Le matériel ACME a été retiré du CIR pour faire place au Allumage et extinction de combustible solide, ou SoFIE, matériel qui a été lancé en février 2022, qui est la prochaine étape de la recherche sur la combustion en orbite de la NASA. Le matériel ACME devrait revenir sur Terre dans les mois à venir avec l'intention de se lancer à nouveau vers la station spatiale avec de futures expériences.
