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Wie brennt eine Kerze in einem Raumschiff, das sich im Weltraum befindet?

Candlelight-Dinner an Bord einer Raumfähre - vielleicht sehen so die Hochzeitsreisen der Zukunft aus. Nur an die äußere Form der romantischen Kerzenflammen muss man sich wohl gewöhnen: Kugelrunde Flammenbällchen sorgen im Weltall für die richtige Stimmung.

Die uns vertraute Tropfenform der Flamme beruht auf der Schwerkraft. Heiße Luft steigt auf und zieht kühle Luft hinter sich her. Dieser als Konvektion bezeichnete Effekt lässt die Flamme hochschießen und flackern.

In der Schwerelosigkeit gelten jedoch andere Regeln: Mangels Wärmekonvektion, die der Kerzenflamme Sauerstoff zuführt und Kohlendioxid, Wasserdampf und Ruß wegbefördert, nimmt die Flamme hier eine kugelförmige Gestalt an. Zudem brennt sie sehr viel kraftloser, da die genannten Transportprozesse langsamer, nämlich nur auf Grund molekularer Diffusionsprozesse, ablaufen – verglichen mit einer Geburtstagskerze von 50 bis 100 Watt produziert dieser Flammenball gerade 1 bis 2 Watt an Wärmeleistung. Einmal entzündet und stabilisiert, bleibt seine Größe konstant: Sauerstoff und Brennstoff verbinden sich in einer engen Zone an der Oberfläche des Feuerballs. Anders als gewöhnliche Flammen, die sich gierig den Brennstoff hersaugen, lassen Flammenbälle den Sauer- und Brennstoff zu sich kommen.

Was für die Wissenschaft ein spannendes Forschungsgebiet darstellt, ist für Astronauten ein bedenklicher Risikofaktor: Für deren Sicherheit ist es sehr wichtig zu wissen, wie sich Flammen bei Bränden in der Schwerelosigkeit verhalten und – was noch wichtiger ist – wie man sie wieder löschen kann.

Für solche Spiele mit dem Feuer muss man aber nicht unbedingt die Erde verlassen. Denn in so genannten Falltürmen lassen sich schwerelose Bedingungen auch auf unserem Planeten erzeugen, wenn auch nur jeweils für eine sehr kurze Zeit. So beispielsweise im Fallturm des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation der Universität Bremen: Dort werden jeweils für 4,74 Sekunden Bedingungen geschaffen, wie sie sonst nur mit wesentlich höheren Kosten im Weltraum realisiert werden.

Eine weitere Alternative bieten so genannte Parabelflüge: Das Flugzeug fliegt die Bahn einer Wurfparabel nach, wodurch ein Zustand der Schwerelosigkeit erzeugt wird. Immerhin 20 bis 25 Sekunden dauert das Vergnügen, das nicht nur Astronauten in der Ausbildung genießen dürfen – inzwischen bieten sogar Reisebüros Parabelflüge mit russischen Maschinen an. Wer also an der kugelförmigen Flamme zweifelt, kann so einen Flug buchen – Kerze nicht vergessen – und sich selbst davon überzeugen!

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