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Frage & Antwort Wie brennt Feuer in der Schwerelosigkeit?

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Versuch an Bord der ISS: Ein Tropfen flüssiger Kohlenwasserstoff brennt mit einer bläulichen Flamme in Kugelform.

(Foto: Nasa)

Feuer ist ein vertrautes Phänomen. Doch in der Schwerelosigkeit des Alls zeigt es ein völlig neues Gesicht. Die Forschung dazu ist in vollem Gange. Denn auf der Raumstation ISS ist Feuer eine tödliche Gefahr.

Der Weltraum ist für Menschen ein mysteriöser Ort. Denn die Dinge verhalten sich dort anders, als wir es von der Erde gewohnt sind. Zum Beispiel auch Feuer: In der Schwerelosigkeit einer Raumstation zeigt es ein zuvor unbekanntes Gesicht.

Wie Feuer auf der Erde aussieht, weiß jedes Kind: Es hat Flammen, die züngeln und nach oben spitz zulaufen. Aber zündet man auf einer Raumstation etwa einen schwebenden Benzintropfen an, zeigt sich etwas Erstaunliches: "Das Feuer breitet sich kugelförmig aus", sagt Rainer Forke vom Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) zu n-tv.de. Um den Tropfen bilde sich eine schwach blau leuchtende, kugelrunde Flamme. Aber warum?

Dazu muss man erst verstehen, was dem Feuer auf der Erde seine Flammengestalt verleiht: "Wenn Gase und Flüssigkeiten wärmer sind als ihre Umgebung, steigen sie entgegen der Schwerkraft nach oben", erklärt Forke. So wie etwa ein mit heißer Luft gefüllter Heißluftballon. Auch bei einem Feuer entstehen heiße Gase, die entgegen der Schwerkraft nach oben steigen und Flammen formen. "Aber auf einer Raumstation wie der ISS gibt es kein Oben und kein Unten. Die heißen Verbrennungsgase steigen also nicht schnell nach oben weg", sagt der DLR-Experte Forke.

Ohne Schwerkraft hat es Feuer schwer

Ohne Schwerkraft wandern die Gase einer Verbrennung nur langsam aus der Flamme heraus. Und der Sauerstoff aus der Luft kommt umgekehrt nur langsam an die Flamme ran. "Das hat zur Folge, dass die Flamme nach einiger Zeit an ihren eigenen Verbrennungsgasen erstickt und verlischt", sagt Forke. Auf der Erde hingegegen sorgen das rasche Aufsteigen der Gase und die dadurch gute Durchmischung der Luft in der Umgebung für eine gute Sauerstoff-Zufuhr - das Feuer brennt so lange, bis kein Brennstoff mehr vorhanden ist.

Ist Feuer also keine Gefahr für die Raumstation ISS, da es in der Schwerelosigkeit von alleine erlischt? Mitnichten: "Da es auf der ISS Lüftungsanlagen gibt, welche für einen leichten Luftzug sorgen, können Flammen, die eigentlich verlöschen sollten, wieder angefacht werden und weiterbrennen", so Forke.

Und potenzielle Brandherde gibt es auf der ISS genügend: "Die Raumstation ist vollgestopft mit elektrischen Geräten, bei Überlast können Brände entstehen." Auch Kabel und Lithium-Akkus seien eine Gefahrenquelle. Daher gibt es auf der ISS auch Brandschutzdecken und Pulverlöscher zur Bekämpfung von Feuer. Ein Einsatz von Wasser wäre wegen der Kurzschlussgefahr jedoch ebenso gefährlich wie der von CO2-Löschern, durch die Astronauten zu ersticken drohten.

Forschung in vollem Gange

Auch wegen dieser realen Gefahr wird zu Feuer in der Schwerelosigkeit intensiv geforscht. Auf der ISS läuft laut DLR das internationale Projekt FLARE, an dem auch Deutschland beteiligt ist. Bei ihm wird die Flammenausbreitung auf festen Oberflächen untersucht. Die Forschung dazu findet im japanischen Kibo-Modul statt. Die US-Raumfahrtbehörde Nasa betreibt zudem eine Verbrennungsanlage auf der Raumstation und plant sogar einen kleinen Windkanal.

Noch spektakulärer ist das internationale Saffire-Projekt: Bei diesem wird in Transportkapseln, die von der ISS ablegen, Feuer gelegt. "Da können größere Proben untersucht werden als auf der ISS, wo das aus Sicherheitsgründen nicht möglich ist", sagt DLR-Experte Forke. Die Kapseln sind bei ihrem Ablegen von der Raumstation mit Müll beladen und verglühen nach einiger Zeit in der Erdatmosphäre.

Quelle: n-tv.de

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