Discreta combustione. Credito:Agenzia spaziale europea
Alla fine di questo mese un razzo Texus verrà lanciato da Esrange, Svezia, che viaggerà per circa 260 km verso l'alto e ricadrà sulla Terra offrendo ai ricercatori sei minuti a gravità zero. Il loro esperimento? Bruciare polvere di metallo per capire un nuovo tipo di fuoco.
La cosiddetta combustione discreta si verifica quando un pezzo di combustibile si accende e brucia completamente a causa del calore creato da altri elementi di combustibile che lo circondano. A differenza dei fuochi tradizionali che bruciano continuamente attraverso il loro combustibile, gli incendi discreti si propagano saltando da una fonte di combustibile all'altra. Ci sono pochissimi esempi di incendi discreti sulla Terra, ma le stelle filanti comunemente accese a Capodanno ne sono un esempio.
Un altro esempio sono gli incendi boschivi, dove gli alberi bruciano individualmente e l'albero successivo brucia solo quando il calore degli alberi bruciati intorno raggiunge la temperatura necessaria per la combustione.
Potenza discreta della polvere metallica
La maggior parte dei trasporti attualmente si basa su benzina e petrolio perché hanno una densità energetica particolarmente elevata. "Nonostante tutti i progressi con le auto elettriche, l'efficienza energetica rispetto a un'auto tradizionale a benzina è inferiore di un fattore cento, " dice Antonio Verga dell'ESA, che sta conducendo gli esperimenti sui razzi sonda, "Se vogliamo mantenere l'autonomia e la potenza del trasporto su strada, dobbiamo cercare alternative".
I metalli hanno un'elevata densità di energia ma non si infiammano facilmente se non sotto forma di polvere, quando bruciano in fiamme discrete. "Dobbiamo trovare la miscela ideale di ossigeno e polvere metallica, nonché la dimensione ideale della polvere metallica per creare le migliori condizioni per la combustione, " spiega Antonio, "è qui che entra in gioco l'esperimento Perwaves che verrà lanciato questo mese."
Accendendo la polvere di metallo durante il suo volo oltre i confini della nostra atmosfera, i ricercatori possono studiare come brucia in una camera con polvere di metallo uniformemente distanziata sospesa in assenza di gravità. Questo non è possibile sulla Terra poiché la polvere si accumula in un mucchio a causa della gravità.
I risultati della combustione verranno analizzati per creare modelli di combustione discreta per estrapolare le condizioni ideali.
"Una volta che sappiamo qual è la miscela ideale, possiamo lavorare per crearlo sulla Terra in una centrale elettrica, o, possibilmente, nel motore di un'auto, "dice Antonio, "Iniettando la polvere di ferro in una camera per un breve momento potrebbe essere progettata per avere le condizioni perfette per la combustione".
Scienza senza (senza) gravità:razzi in fiamme. Credito:Agenzia spaziale europea
Secchio di ruggine
"La bellezza della combustione dei metalli è che è priva di carbonio, se si brucia polvere di ferro per esempio, l'unico prodotto "di scarto" è la ruggine, "dice Antonio, "che può essere facilmente riciclato nella polvere metallica originale. Grazie agli esperimenti che stiamo facendo ora, le auto del futuro potrebbero dare un significato completamente nuovo alla guida di un secchio di ruggine".
L'esperimento Perwaves volerà sul razzo Texus-56 ed è stato ideato e progettato dalla McGill University di Montreal e dal team di razzi sonda Airbus a Brema, Germania.