¿Por qué la llama del motor cohete suele ser clara/transparente en la boquilla?

Esta es una continuación de una pregunta sobre por qué la llama de la segunda etapa del Falcon 9 era invisible cuando estaba fuera de la atmósfera. Ver: ¿ Por qué la llama de la segunda etapa del Falcon 9 es invisible? .

Eso fue bien respondido, en relación con la bola de fuego que se ve en el despegue. Sin embargo, planteó la pregunta secundaria de por qué el gas y/o el plasma extremadamente calientes de los grandes motores de cohetes no brillan intensamente en el espectro visible, ya sea en el vacío o no.

Específicamente, se dice que las temperaturas de los grandes motores de cohetes con capacidad espacial son de hasta ~3500K. ¿Por qué no brilla intensamente con un color amarillo a blanco cálido justo debajo de la boquilla aquí?

Prueba del motor principal del transbordador espacial (RS-25), 1981, NASA

Tenga en cuenta que es un motor de hidrógeno-oxígeno (SSME/RS25) que tiene un penacho visible mucho más débil que los motores de hidrocarburos. Sé que tenemos varios controles de calidad sobre la apariencia del penacho de escape en el sitio; ¿has buscado esos?
La parte visible es el primer diamante de choque, causado por una onda estacionaria en un escape supersónico sobreexpandido. Si se desplaza hacia abajo en esta pregunta, uhoh compartió algunas imágenes hermosas que muestran una vista más grande. espacio.stackexchange.com/questions/16926/…
Creo que esto ya se responderá en las respuestas a uno de estos
@RussellBorogove, he buscado bastante. Veo una variedad de respuestas que discuten las diferentes propiedades químicas y cómo se queman diferentes combustibles con diferentes resultados visibles. Pero no he encontrado uno que discuta por qué una caja negra de 2000K - 3500K (es decir, cualquier escape de 2000K - 3500K) no brillaría debido al calor, incluso si no se quema.
Una buena pregunta relacionada sería "¿cuáles son los elementos visibles de la llama?". Para mí, los gases deben ser transparentes y, por lo tanto, la llama siempre invisible. También tenga en cuenta que su pregunta no se aplica a SRB.
@ManuH Los gases no son transparentes. El gas yodo es muy púrpura, por ejemplo. Y lo que llamamos la atmósfera "transparente" tiene norte ≊ 1.0003 .
relacionado con la física. SE: ¿Qué decide el color de una llama?
@Manu H, ¿sabe por qué este fenómeno no ocurre en srbs y otros cohetes? ¿Se debe al tipo de propulsor, cuerpo negro?

Respuestas (2)

No he encontrado [una respuesta en el sitio] que analice por qué una caja negra de 2000K - 3500K (es decir, cualquier escape de 2000K - 3500K) no brillaría debido al calor, incluso si no se quema.

Según este artículo , los gases no se comportan como cuerpos negros ideales.

Cuando se inyecta calor en un gas, la energía se redistribuye principalmente en grados de libertad de traslación y no se utiliza para impulsar la emisión... Una vez que se consideran adecuadamente la reflexión y la traslación, es sencillo entender por qué los gases nunca pueden emitir como cuerpos negros.

Si observa lo suficientemente de cerca, todas las 'llamas' son transparentes en el punto de oxidación. Es solo un poco más tarde en el tiempo, y por lo tanto un poco más lejos en una dimensión espacial, que los productos calientes de la oxidación arrojan fotones a medida que se enfrían, dando como resultado lo que vemos como 'llama'. Puede ver esto en una estufa de gas o en un trozo de madera que se quema fuertemente.

Cuando se trata de motores de cohetes actuales, no sé qué tan lejos viajan las partículas de escape antes de enfriarse lo suficiente como para generar fotones visibles. Como algunos de los comentarios señalan, algunos de los combustibles no generan una llama visible, al igual que con ciertos combustibles para autos de carreras.

¿Por qué la llama del motor cohete suele ser clara/transparente en la boquilla?
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