Как бы вы предотвратили взрыв реверсивного Гинденбурга?

Корабль-колония был оборудован для проведения операций в ледяных пещерах Энцелада «полоса тигра » . [извините!] Но его главный двигатель был взломан во время коррекции курса, и корабль потерпел крушение на Сатурне. К счастью, был обнаружен очень плоский содержащий графен организм, на который он приземлился, используя аэродинамическое крыло, импровизированное из жилого купола оригами. Внешняя температура составляет комфортные 300 К, и идет мягкий, хотя и резкий дождь.

К сожалению, давление на корабле сейчас около 15 атм. и это давление составляет около 75% газообразного водорода. В корпусе есть несколько небольших брешей, и внутрь вливается атмосфера. Нормальный воздух (и давление) на корабле аналогичен земному. Недостаточно резерва, чтобы достичь полных 15 атм внутри, даже если бы вы захотели. Постулирование большого количества датчиков для точного определения уровня водорода и любых разумных систем управления огнем, о которых вы только можете подумать, и быстрое мышление экипажа...

Что бы вы сделали, чтобы свести к минимуму ущерб или, по крайней мере, предотвратить его полный взрыв?

Ответ : переборки являются разумной мерой предосторожности при пожаре, поэтому они могут быть частью ваших ответных действий. У экипажа есть возможность уменьшить количество смятий на пути вниз, выпустив больше атмосферы или обеспечив приток водорода перед посадкой. Это был путь, который я изначально выбрал — позволить водороду проникнуть в самые верхние части корабля, чтобы «плавно» заменить воздух до того, как произойдет какое-либо повреждение электрической системы. Впрочем, гипербарический кислород на нижнем уровне тоже плохо...

«Футурама» ответила на этот вопрос во 2-м сезоне, 12-м эпизоде ​​(2000 г.) : « Сколько атмосфер может выдержать корабль? » « Ну, он был построен для космических путешествий, поэтому где-то между нулем и единицей » .
Насколько я понимаю, газообразный водород из атмосферы планеты попадает в жесткий корпус вашего корабля генерации? И вы не можете увеличить внутреннее давление настолько, чтобы предотвратить попадание внешней атмосферы? Вам не нужен водород, от которого вы бы предпочли избавиться. Можем ли мы предположить, что у вас есть галоновые системы пожаротушения? Не думаю, что вас беспокоит озоновый слой.
водород в смеси с воздухом взрывоопасен в концентрациях от 4% до 74%.
Какое нормальное атмосферное давление в магазине? А на какое внешнее давление был рассчитан корабль?
Корабль предназначался для космоса. У меня было искушение добавить немного места для маневра на том основании, что его можно каким-то образом нагреть и погрузить на Каллисто, но вся идея казалась довольно абсурдной — вы не можете управлять подводной лодкой . Кажется, что давление так или иначе должно уравновешиваться - водород, воздух, пар, что-то... И особенно: будет ли эффективен галон в этой ситуации?
Чтобы продолжить то, что сказал @John, и, пожалуйста, простите меня, поскольку я не химик, но похоже, что к этому моменту атмосфера, состоящая из 75% водорода, сама собой рассосется. Имейте в виду, введение пламени в водородную среду погасит огонь, а не заставит его взорваться. Именно кислород вызывает большой бум... смесь водорода помогает только в этот момент... и обычно на каждый атом кислорода вам нужно два атома водорода, чтобы произвести этот огонь, и химический побочный продукт H2O. Тот факт, что в этой атмосфере не было источника воспламенения до прибытия человека, кажется мне несколько надуманным.
@hszmv: цифра 75%, возможно, была неудачной - я изначально предполагал, что водород уже прошел некоторое разбавление и сгорание в точке, где он вошел, пока не достиг невоспламеняющейся концентрации, но, как написано сейчас, я просто учитывая утечки без воспламенения с почти чистым водородом - я не уверен, что это правдоподобно . Вы правы, что чувствуете здесь проблемы.
Следуя @user535733, как на Земле (точнее, на Сатурне) мы ожидаем, что корпус, рассчитанный на 1 атм внешнего давления, выдержит 15 атм внутреннего давления? Действительно кажется, что водород не имеет значения, и неминуемая опасность — имплозия, а не взрыв.
Вы потеряли мое недоверие к чему-то, направляющемуся к Каллисто на Юпитере и случайно достигшему Сатурна из-за «взлома во время коррекции курса»; затем «разбился о Сатурн»; снова при аэродинамическом торможении с использованием импровизированного аэродинамического профиля с незапланированной траектории; снова в «очень плоском графенсодержащем организме», на который они «приземляются» (где организм способен удерживать массу корабля, предотвращая дальнейшее снижение); опять же при 15 атм давления не причиняющего большего вреда кораблю, построенному для космоса, чем просто "протекающего"; и т. д. Я искренне надеюсь, что вы получите удовольствие от своей истории, но… вопросы.
Ой! Массивный мозговой газ, взрыв неизбежен! Я имел в виду Энцелад - я даже сказал "тигровые полосы". Научная фантастика нуждается в приостановке недоверия, но я этого не хотел
Придирка: вы не можете разбиться «на» газовой планете.
@Makyen Многие хорошие научно-фантастические рассказы включают в себя большое количество приостановки недоверия, чтобы, по сути, создать мысленный эксперимент. До тех пор, пока история не слишком долго и упорно останавливается на обосновании сценария и переходит прямо к действию, т. е. к важной части, мало причин отбрасывать это сразу. Тем не менее, 15 атм + 75% водорода кажутся мне слишком далекими от «мгновенной смерти».
@Ian Kemp: Ты говоришь как адвокат лагерей смерти Консорциума Ring Volatiles. Они говорят, что мои колонисты не могут предъявить претензии США на Сатурн, потому что они никогда не приземлялись «на» Сатурне. Противоположная позиция состоит в том, что по общему праву человек стоит «на» Земле, если он стоит на земной почве, которая в значительной степени состоит из гумуса, метаболита грибов. По этому стандарту организмы на основе графена и политиазила в атмосфере Сатурна должны считаться частью его обитаемой площади суши.

Ответы (5)

Выйдите на меньший объем и возьмите с собой воздух.

Я предполагаю две вещи:

  • Ваш колониальный корабль роскошный и большой, с невероятными удобствами, гарантирующими, что его состав прибудет с отличным моральным духом и здравомыслием.
  • Корабль также спроектирован так, чтобы приземляться на поверхность и функционировать в качестве поселения в течение первых нескольких лет существования колонии, поэтому он может выдержать спуск и некоторую разницу в давлении. 15 атм выше безопасного уровня давления, отсюда и протечки, и он сильно скрипит, но запаса прочности как раз достаточно, чтобы он оставался целым при спуске.

Как бы колонисты ни любили теннисные корты, ботанический сад и имитацию пляжного купола (с генератором волн), они больше не смогут ими пользоваться теперь, когда просачивается водород. Они должны быть закрыты, весь воздух закачивается в баки, а затем впускается водородная атмосфера. Это делается во время спуска, чтобы помочь сохранить корпус в целости.

Корабли-колонии были построены с радиационными укрытиями - сильно защищенными армированными воздухонепроницаемыми областями, к которым можно было отступить в случае, если радиация превысит то, с чем может справиться защита корпуса. Подобные концепции существуют в «пространстве» (бункеры на эросах), «Звездном крейсере Галактика» (лазарет) и «вознесении» (по одному на семью в люксе). Ваши колонисты возвращаются к этим защищенным меньшим объемам с едой, водой и воздухом (который они используют для увеличения давления примерно до 4 атм — максимум, которым вы можете дышать обычным воздухом, но меньше подвергают стены убежища) и переждать. .

Разумная конструкция корабля позволила бы разместить диспетчерскую в этом экранированном районе, позволяющем транслировать сигнал бедствия и чтобы кто-то пришел их спасти.

У них тоже будут скафандры. Ничто не мешает им посещать и использовать теннисные корты и пляжный купол, хотя может быть сложно поддерживать красивый вид ботанического сада очень долго.
Мне кажется, или «обратный Гинденбург» звучит как борцовский прием?
@Mon: Я думал, что вы могли бы использовать его, чтобы помочь закусочной задохнуться в ресторане, но теперь я понимаю, что это то, что вы сказали. :)

TL;DR: Вполне возможно, что вы можете смешать кислород из запасов корабля с атмосферным водородом или водородным топливом и получить пригодную для дыхания смесь при 15 атм, которая не сразу воспламеняется.

Из этой статьи НАСА о водородной безопасности :

Водород имеет очень широкий диапазон воспламеняемости — его концентрация в воздухе составляет от 4 до 74 процентов, а в кислороде — от 4 до 94 процентов.

Это явно совсем плохо. Однако другой документ НАСА, « Парциальное давление кислорода и воспламеняемость концентрации кислорода: могут ли они быть коррелированы?» говорит

Результаты, представленные в этой статье, предполагают, что воспламеняемость больше зависит от концентрации кислорода, чем от эквивалентного парциального давления.

По мере увеличения давления дыхательного газа абсолютный процент кислорода, необходимый в этом газе для поддержания жизни человека, падает, если парциальное давление кислорода достаточно велико для газообмена в легких.

При окружающем давлении 15 атмосфер концентрация кислорода должна составлять всего около 1,5%, чтобы обеспечить STP-эквивалентное значение ppO 2 ... фактически это может быть ниже порога взрываемости. Возможно, даже удастся понизить концентрацию кислорода до 1%, в конце концов, это чрезвычайная ситуация, и давление кислорода, эквивалентное 3000-метровой горе, может быть неприятно, но это лучше, чем возгорание.

15 атм эквивалентны примерно 150 м воды, и коммерческие и экспериментальные погружения, безусловно, проводились на таких глубинах на гидроксе . Конечно, это довольно далеко от того, чтобы считаться рутиной, но в зависимости от того, насколько быстро может быть организована спасательная миссия, это может быть не самая плохая идея. Может быть. Я имею в виду, это лучше, чем куча альтернатив, верно?

Потребуется приложить некоторые усилия, чтобы очистить поступающий газ от токсичных компонентов (и помните, что значительное давление может сделать небольшой процент вредных загрязняющих веществ весьма смертельным).

Обратите внимание, что не исключено, что корабль имеет собственный запас H 2 ... это очень полезное топливо с низким молекулярным весом для целого ряда двигателей (включая ядерные ракеты, которые могут взять вас с собой). к Сатурну). С небольшим количеством умной сантехники чистый жидкий H 2 из топливных баков может нагреваться и расширяться в атмосфере снаружи, а затем закачиваться обратно внутрь, чтобы вытеснить возможно токсичную местную атмосферу.

Долгосрочные последствия жизни в атмосфере с высоким содержанием водорода под сверхвысоким давлением не будут здесь подробно описываться, но вы, вероятно, не захотите оставаться там надолго.

Дыхательная смесь «Hydrox» является более долгосрочным решением, поэтому эти долгосрочные побочные эффекты имеют значение. («Гидрогелиокс» лучше, и это возможно, поскольку атмосфера Сатурна состоит как минимум из 4% гелия по объему)
@MikeSerfas это зависит от временных рамок спасения ... вы не указали в вопросе, но я чувствую, что любой ответ на данный момент будет краткосрочным, «просто не умирайте», а не даже средним временная стабилизация. Дайвинг с насыщением может включать несколько недель пребывания под давлением, но, возможно, не в таком большом давлении. Гелиевая смесь может быть полезна для более глубоких погружений (200-250+ м), но для «всего» 15 атм обычный гидроксид может подойти даже для более длительного пребывания. (возможно, полезная ссылка из рекламного объявления о гранте ЕС COMEX ).
Я никогда раньше не слышал о гидроксиде, но это определенно то, чего требует сценарий. У героев этой истории есть уникальная возможность изучить долгосрочные эффекты водородного наркоза.
Насколько я помню, причиной дыхания водородом вместо гелия является то, что при таких высоких давлениях воздух становится заметно вязким. Водород менее «густой», чтобы попасть в дыхательное горло. (Мои занятия и сертификация предназначены для простого подводного плавания с аквалангом. Там была всего лишь страница и случайное обсуждение «технического» дайвинга и того, как он преодолевает ограничения, о которых мы узнали)
@ JDługosz Я совершенно уверен, что даже на такой глубине вязкость гелия не является проблемой, но немного водорода в вашем дыхательном газе помогает избежать HPNS , который вы можете получить, используя гелий в качестве единственного разбавителя. Есть множество других веских причин для его использования, но ветка комментариев — не самое подходящее место, чтобы вдаваться в подробности ;-)

Поджигай!

Открытый огонь сжигает водород, который проходит через него по мере циркуляции воздуха, и предотвращает повышение концентрации водорода до 4%. Напомним, что газы «взрываются» (вспыхивают), только если смесь находится в определенном диапазоне.

уменьшить кислород

Люди могут дышать меньшим количеством кислорода, чем комфортная среда корабля «уровень моря». Используйте более высокое абсолютное давление, которое вы можете поддерживать (мы знаем, что вы не можете подняться достаточно высоко, чтобы предотвратить приток, но я полагаю, что это помогает) и уменьшите парциальное давление кислорода до уровней, пригодных для дыхания.

Я не знаю, как это повлияет на необходимое соотношение смеси.

увеличить кислород??

Я точно не знаю, как это работает, поэтому поищите химию на Chemistry Stack Exchange. Но если для взрыва требуется 4% водорода, приведет ли добавление большего количества кислорода к уменьшению процентного содержания водорода? Добавление кислорода имеет тот же эффект, что и уменьшение содержания водорода, в процентном отношении. Вообразите драму, чтобы убедить капитана в этом!

удалить кислород

Если люди будут использовать маленькие переносные бутылки с маленькими носовыми трубками, то из атмосферы на корабле может быть удален весь кислород.

очистить водород

Помимо открытого пламени (первоначальная временная мера), придумайте химические скрубберы, которые быстро поглощают водород, или используйте катализаторы для его безопасной реакции внутри контейнера, через который прокачивается воздух.

Повышение кислорода сценарием исключается - у нас нет 15 атм, чтобы поддерживать давление, а в противном случае, я не думаю, что водород может быть ниже 4%. «Отключение кислорода», безусловно, вариант на более длительный срок — он максимально удобен, с неприятным моментом, что, вероятно, есть много способов взорвать себя. Кроме того, роговицы глаз нуждаются во внешнем кислороде. Тщательно разработанная маска, смешанная с дыхательной смесью "Hydrox", была бы более разумной... но кто-то обязан импровизировать с бутылкой.
водорода может легко быть выше 75% вместо этого. Даже при нормальном давлении у вас может быть комфортное парциальное давление кислорода.

Начните с того, что поместите как можно больше кислорода в баллоны. Затем создайте сахарную/кислородную бомбу, чтобы взорвать воздушный шлюз и вентилировать весь корабль, прежде чем войти в атмосферу (сатурнсфера?). Затем установите шлюзы и переборки на 4 уровня давления, чтобы предотвратить их критическую ошибку. На улице 15 бар, первый слой 10 бар, второй 5 бар, третий вакуум, 4 слой дышащий воздух. Поместите свою команду в 4-й слой. Затем попытайтесь залатать как можно больше утечек и продолжайте откачивать сатурн-воздух обратно наружу. При необходимости вы могли бы также обнять Сатурн, позволить 15 бару заполнить корабль и жить в своих скафандрах.

МакГайвер берет 2!

/импровизированное аэродинамическое крыло из оригами-жилого купола/

Твой МакГайвер уже вытащил эту штуку, чтобы тебя было легче сбить. И он большой, и он нависает над кораблем уже потому, что вы использовали его как аэродинамическое крыло, снижаясь.

Вероятно, из-за того, что упирается в корабль, у них все так хорошо! Внешнее давление протолкнуло материал аэродинамического профиля в многочисленные трещины, запечатав их. Ваши люди могут заметить, что некоторые щели не протекают и сквозь них торчит что-то синее. Этот купол окрашен в пудрово-голубой цвет земного неба, потому что в нем собирались жить земляне. Там же нарисованы птицы и облака.

Теперь подверните свой корабль. Опустите аэродинамический купол так, чтобы он закрывал другие щели. Разница давлений затянет его на место. Если он недостаточно велик, чтобы обернуть весь корабль, вытащите еще один.

Графен, на который вы остановились, предлагает долгосрочные возможности. Этот материал поставляется в больших листах. Может быть, вы можете очистить некоторые и увеличить свой аэродинамический профиль.

Как бы вы предотвратили взрыв реверсивного Гинденбурга?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v