Как мог горячий посадочный модуль войти в атмосферу Титана, не поджег его углеводороды?

Всякий раз, когда посадочный модуль входит в атмосферу, он создает сильное трение, которое нагревает тепловой экран. На Земле мы видели видео космических кораблей с раскаленными щитами.

Разве воспламенение некоторых из этих углеводородов на Титане, спутнике Сатурна, не спровоцирует неудержимый ад?

Как может быстро движущийся метеорит не делать того же?

Насколько я помню, тепло выделяется не трением, а в основном нагревом от сжатия...
По правде говоря, Земля — странная планета. Большинство планет не имеют легкодоступных запасов окислителя в их атмосферах. Вы не собираетесь «сжигать» метан без окислителя, такого как кислород. Если бы в атмосфере Титана было много свободного кислорода, у него не было бы атмосферы метана — если бы она развивалась подобно древней Земле, она, скорее всего, состояла бы из смеси воды, углекислого газа и кислорода.
Если бы это был реальный риск, его вызвал бы первый метеорит...
Может ли другой компонент атмосферы, кроме кислорода, действовать как окислитель?

Ответы (1)

Чтобы произошел процесс горения, нужно не только топливо, но и окислитель . На Земле это обычно кислород в воздухе. В атмосфере Титана нет кислорода. Это относится и к другим атмосферам, таким как атмосферы Юпитера и Сатурна с преобладанием водорода. Водород, как и метан в атмосфере Титана, тоже горюч, но только в соединении с кислородом.

Базовая проверка, огненный треугольник:

огненный треугольник

Для метеора, столкнувшегося с Титаном:

  • Топливо: ДА
  • Тепло: ДА
  • Кислород: НЕТ
Просто добавим: для любой планеты или луны было бы практически невозможно поддерживать атмосферу, содержащую значительное количество кислорода и углеводородов, в течение очень долгого времени. Рано или поздно произойдет воспламенение, и после взрыва тело останется с очень скучной атмосферой углекислого газа и водяного пара. В качестве альтернативы, если кислород и углеводороды медленно накапливались в атмосфере, они могли бы реагировать незаметно через более медленные реакции без возгорания (например, катализируемые УФ-излучением), прежде чем они достигли концентрации, которая могла бы вызвать воспламенение.
Хотя следует отметить, что любой сторонний наблюдатель сделал бы вывод, что Земля имеет очень необычную неравновесную атмосферу с огромной концентрацией кислорода.
@MarkAdler Атмосфера Земли совершенно стабильна в отношении реакций с самой собой; биологическая активность удаляет углерод и изолирует его (в конечном счете, в виде нефти/угля/природного газа). Было бы интересно посмотреть, какая у нас была бы «погода», если бы происходили огромные периодические выбросы метана, способные производить огромные взрывы, потенциально более драматичные, чем лес пожары. Атмосфера Европы состоит в основном из O2 в результате реакции 2H2O --> O2 + 2H2 (H2 теряется в космосе, поскольку молекулярная скорость превышает скорость убегания), но этот механизм не работает для Земли, поэтому земная богатая O2 атмосфера действительно выделяется своей необычностью.
В дополнение к комментарию @LevelRiverSt, одна из предложенных стратегий поиска внеземной жизни заключается в поиске планет, чьи атмосферные спектры содержат необычно высокий уровень кислорода. Поскольку кислород настолько реактивен, любая планета с его большим количеством в атмосфере должна иметь какой-то процесс для его пополнения, что может указывать на существование фотосинтетической жизни.
@LevelRiverSt, большая часть исходного CO2 Земли заключена в виде различных кальцитов (мел, известняк и мрамор).
@LevelRiverSt: Метан является парниковым газом, намного более сильным, чем CO2. Были планы перекрыть утечку нефти под Мексиканским заливом ядерными зарядами - и они были аннулированы с крайним предубеждением; риск высвобождения огромных залежей метана, что приведет к глобальному вымиранию, а температура поднимется выше приемлемого уровня.
BillOer да Земля имеет огромные запасы CO2. Растворенный океанический CO2 более «динамически доступен» (и в последнее время его количество увеличивается из-за выброса гораздо большего количества CO2 в атмосферу при сжигании ископаемого топлива). Но растения прекрасно справляются с преобразованием почти всего доступного атмосферного CO2 в химически активные O2, образуя в процессе органический углерод. @SF да, глобальное потепление тоже будет, возможно, достаточное, чтобы сделать Землю непригодной для жизни в любом случае. Но безудержное глобальное потепление хорошо известно на Венере. Гигантские природные взрывы газа совершенно неизвестны и потенциально очень драматичны.
@LevelRiverSt И даже не требуется прямого зажигания. Крошечные количества топлива и окислителя будут реагировать, даже если температура воспламенения не будет достигнута, и со временем это может заменить всю атмосферу. Вероятно, метановая атмосфера Земли постепенно превратилась в атмосферу вода + углекислый газ. Реакция, конечно, та же, что и при горении, главное отличие — накипь. Точно так же при огромных выбросах метана вы, скорее всего, не получите особого зрелища - он не будет легко гореть или взрываться, если вы не предоставите источник воспламенения и т. Д.
@СФ. Это больше похоже на «мы не могли рассчитать, будет ли это реальной проблемой или нет, поэтому мы используем более безопасный подход и используем метод, который, как мы знаем, сработает». Очень сложно оценить глобальные последствия чего-то подобного, особенно когда вы даже не знаете, сколько метана реально высвободится и как долго он сможет выжить в атмосфере (излишне говорить, что у метана есть некоторые проблемы с выживанием в атмосфере с много свободного кислорода). Не говоря уже о оценке того, сколько метана будет уничтожено самим взрывом и т. д. - это действительно очень сложная проблема.
@Luaan: вы получаете естественные угольные и газовые пожары, например en.wikipedia.org/wiki/Burning_Mountain и en.wikipedia.org/wiki/Yanarta%C5%9F
@jamesqf Конечно, я не хотел подразумевать, что единственным возможным источником возгорания является вмешательство человека :D При определенных условиях вы получаете «самопроизвольное» возгорание (влажное сено - один из довольно типичных примеров), и есть много источников воспламенения на Земле, с людьми или без них. Тем не менее, эти пожары, скорее всего, были вызваны чем-то в какой-то момент (лесным пожаром, молнией, вулканической активностью, ...) и с тех пор горят. Вопрос больше похож на «достигнет ли он источника воспламенения, пока он все еще имеет концентрацию, чтобы непрерывно гореть / взрываться?».
Это, действительно; для другого взгляда на это вас может заинтересовать мой вопрос Как я могу уничтожить газовую планету-гигант? по Миростроительству . В принятом (и одном из двух в настоящее время наибольшем чистом голосовании) ответе конкретно упоминается проблема окислителя.
интересно, а если подойти к углеводородному озеру с огромным кислородным баллоном и поджечь его?
@PirateApp Он будет гореть, возможно, очень быстро, пока не закончится кислород в баке. Тогда реакция остановится.