Ein romantisches Candle-Light-Dinner in einer Sommernacht – flackernde Kerzen stehen auf einem festlich gedeckten Tisch. Was würde passieren, wenn man diese Szene in die Schwerelosigkeit einer Raumstation verlegen würde? Eines ist klar: Tisch, Besteck und Kerzen würden schweben. Doch wie verhalten sich die Kerzenflammen, brennen sie in der Schwerelosigkeit weiter, und wenn ja, wie sehen sie aus?

»Diese Frage hat man sich bei der Nasa auch gestellt und so haben wir mal eine Kerze in der Schwerelosigkeit angezündet«, erzählt Ernst Messerschmid vom Institut für Raumfahrtsysteme an der Universität Stuttgart. Als Astronaut der Nasa-Raumfähre Challenger hat er 1985 sieben Tage im Orbit verbracht. »Kerzen brennen tatsächlich auch in der Schwerelosigkeit, allerdings züngelt die Flamme nicht nach oben wie auf der Erde, denn dazu ist Schwerkraft nötig«, erklärt Messerschmid, »stattdessen brennt sie kugelförmig und in einem kalten Blau.«

Was der Flamme in der Schwerelosigkeit fehlt, ist der Luftstrom. Auf der Erde steigt heiße Luft nach oben und zieht von unten kühle Luft nach. Das heizt die Verbrennung an und dadurch ergibt sich auch die typische schlanke Flammenform. Die gelbliche Farbe der irdischen Kerzenflamme entsteht durch winzige Rußpartikel, die bei hohen Temperaturen aufglühen. Ganz anders im Weltall, hier gibt es kein unten und kein oben und auch kein leicht oder schwer. Also entsteht kein Luftstrom und die Flamme bildet eine kleine Kugel, die mit niedriger Temperatur brennt. Auch das Glühen der Rußpartikel fehlt in der Schwerelosigkeit: So bleibt nur das bläuliche Licht der angeregten Verbrennungsgase.

»Verbrennungsprozesse sind generell ein wichtiges Thema bei der Forschung in der Schwerelosigkeit«, erklärt Messerschmid. Die Schwerkraft ist ein Faktor, der viele Vorgänge auf der Erde stark beeinflusst, so auch die Verbrennung. Versuche in einer Raumstation ermöglichen Einsichten in Zusammenhänge, deren Effekte durch die Schwerkraft verdeckt werden. »Die Nutzung fossiler Brennstoffe lässt sich immer noch optimieren«, sagt Messerschmid. Experimente auf der internationalen Raumstation ISS sollen dazu beitragen, auch im Hinblick auf die Reduktion des Treibhausgases Kohlendioxid.

19.08.2009 © ddp