Uguns bija ne tikai svarīga cilvēka dzīvē senatnē, bet joprojām ir neatņemama mūsu mūsdienu dzīves sastāvdaļa. Cita starpā tas silda mūsu mājas un ūdeni, gatavo pārtiku, ģenerē elektrību un darbina mūsu transportlīdzekļus. Tomēr, ņemot vērā tās lielo sarežģītību, mēs joprojām daudz nezinām par liesmas uzvedības sarežģītību.
Zinātnieku komanda no akadēmiskajām aprindām, NASA Glenn pētniecības centra, aģentūras Bioloģijas un fizikālo zinātņu nodaļas un citām organizācijām nesen pabeidza virkni pētījumu par Starptautisko kosmosa staciju, lai iegūtu labāku izpratni par degšanas parādībām. The Uzlabota sadedzināšana, izmantojot mikrogravitācijas eksperimentusjeb ACME, projekta testēšana orbītā sākās 2017. gadā un ietvēra sešus veiksmīgus gāzveida degvielas nesajauktu liesmu izmeklējumus.
Nesajauktas liesmas, piemēram, sveču liesmas, ir tādas, kurās degviela un oksidētājs paliek atsevišķi pirms reakcijas vai aizdegšanās. Iepriekš sajauktas liesmas rodas daudzos no iepriekš minētajiem ikdienas lietošanas scenārijiem, kad degviela un oksidētājs tiek sajaukti pirms reakcijas.
Seši ACME eksperimenti bija:
- Degšanas ātruma emulators (BRE) – demonstrētie materiāli var degt minūtes, ja apkalpes transportlīdzekļu atmosfērā nav gaisa plūsmas, kas tiek apsvērta turpmākajām misijām.
- Coflow laminārā difūzijas liesma (CLD Flame) — sniedza etalondatus sodrēju un ļoti atšķaidītu galējībās, lai uzlabotu skaitļošanas modeļus.
- Vēsu liesmu izmeklēšana ar gāzēm (CFI-G) — radīja nesajauktas gāzveida degvielas vēsas liesmas bez uzlabojumiem, piemēram, karsētiem reaģentiem, impulsa plazmas vai ozona pievienošanas, kas bija nepieciešami zemes testēšanā.
- Elektriskā lauka ietekme uz laminārās difūzijas liesmām (E-FIELD Flames) – demonstrēja iespējamo elektrisko lauku izmantošanu, lai samazinātu emisijas no nesamaisītām liesmām.
- Liesmas dizains – pirmo reizi demonstrēja gandrīz vienmērīgas nesajauktas sfēriskas liesmas un starojuma siltuma zudumus, kas izraisa lielāku liesmu izzušanu.
- Sfēriskās difūzijas liesmu struktūra un reakcija (s-Flame) – sniedza datus par liesmu augšanu un izzušanu skaitļošanas modeļu uzlabošanai.
Eksperimenti tika veikti ar vienu modulāru aparatūras komplektu kosmosa stacijas Combustion Integrated Rack (CIR). Pārbaudes tika attālināti vadītas no NASA Glenn ISS kravnesības operāciju centra Klīvlendā.
"Tika aizdegtas vairāk nekā 1,500 liesmu, kas ir vairāk nekā trīs reizes vairāk nekā sākotnēji plānots," sacīja Stokers. "Tika sasniegti arī vairāki "pirmie", iespējams, visievērojamākie vēsu un sfērisku liesmu zonās."
Stokers sacīja, ka aptuveni 50 darbinieki no NASA Glenn, akadēmiskās aprindas un ZIN Technologies, Inc. atbalstīja ACME četrarpus gadus ilgās operācijās orbītā. Turklāt vairāk nekā 30 apkalpes locekļiem no sešām valstīm bija būtiska loma katras izmeklēšanas aparatūras iestatīšanā un gāzes balonu, aizdedzes uzgaļu un citas eksperimentam raksturīgas aparatūras nomaiņai pēc vajadzības.
ACME aparatūra ir noņemta no CIR, lai atbrīvotu vietu Cietā kurināmā aizdegšanās un dzēšana jeb SoFIE, aparatūra, kas tika uzsākta 2022. gada februārī, kas ir nākamais solis NASA degšanas pētījumos orbītā. Plānots, ka ACME aparatūra nākamajos mēnešos atgriezīsies uz Zemes ar nolūku atkal palaist kosmosa stacijā ar turpmākiem eksperimentiem.
