¿Cómo podría un módulo de aterrizaje caliente entrar en la atmósfera de Titán sin incendiar sus hidrocarburos?

Cada vez que un módulo de aterrizaje ingresa a una atmósfera, genera mucha fricción y eso calienta el escudo térmico. En la Tierra hemos visto videos de naves espaciales con escudos al rojo vivo.

En Titán, la luna de Saturno, ¿la ignición de algunos de esos hidrocarburos no desencadenaría un infierno fuera de control?

¿Cómo es posible que un meteorito que se mueve rápidamente no haga lo mismo?

No es la fricción lo que genera calor, es principalmente calentamiento por compresión, por lo que recuerdo ...
En verdad, la Tierra es el planeta extraño. La mayoría de los planetas no tienen suministros fácilmente disponibles de un oxidante en sus atmósferas. No va a "quemar" metano sin un oxidante, como el oxígeno. Si la atmósfera de Titán tuviera mucho oxígeno libre, no tendría una atmósfera de metano; si evolucionó de manera similar a la Tierra antigua, lo más probable es que tenga una mezcla de agua, dióxido de carbono y oxígeno.
Si esto fuera un riesgo real, el primer meteorito en llegar lo habría causado...
¿Es posible que otro componente atmosférico que no sea oxígeno actúe como oxidante?

Respuestas (1)

Para que ocurra un proceso de combustión, no solo necesita combustible, también necesita un oxidante . En la Tierra, ese suele ser el oxígeno del aire. En la atmósfera de Titán no hay oxígeno. Esto también se aplica a otras atmósferas, como las atmósferas dominadas por hidrógeno de Júpiter y Saturno. El hidrógeno, al igual que el metano en la atmósfera de Titán, también es inflamable, pero solo en combinación con el oxígeno.

Comprobación básica, el triángulo del fuego:

triangulo de fuego

Para un meteorito que impacta en Titán:

  • Combustible: SI
  • Calor: SI
  • Oxígeno: NO
Solo para agregar: sería virtualmente imposible que cualquier planeta o luna sostenga una atmósfera que contenga cantidades significativas de oxígeno e hidrocarburos durante mucho tiempo. Tarde o temprano ocurriría la ignición y después de la explosión el cuerpo quedaría con una atmósfera muy aburrida de dióxido de carbono y vapor de agua. Alternativamente, si el oxígeno y los hidrocarburos se acumularan lentamente en una atmósfera, podrían reaccionar de manera poco espectacular a través de reacciones de no combustión más lentas (catalizadas por UV, por ejemplo) antes de llegar a las concentraciones que podrían causar la ignición.
Aunque debemos tener en cuenta que cualquier observador externo concluiría que la Tierra tiene una atmósfera fuera de equilibrio muy inusual con una enorme concentración de oxígeno.
La atmósfera de @MarkAdler Earth es perfectamente estable con respecto a las reacciones consigo misma; la actividad biológica elimina el carbono y lo secuestra (en última instancia, como petróleo/carbón/gas natural). Sería interesante ver qué "clima" tendríamos si hubiera grandes liberaciones periódicas de metano capaces de producir grandes explosiones, potencialmente más dramáticas que los bosques. incendios Europa tiene principalmente una atmósfera de O2 de la reacción 2H2O --> O2 + 2H2 (el H2 se pierde en el espacio cuando la velocidad molecular excede la velocidad de escape), pero ese mecanismo no funcionaría para la Tierra, por lo que la atmósfera rica en O2 de la Tierra se destacaría como inusual.
Para dar seguimiento al comentario de @LevelRiverSt, una de las estrategias propuestas para buscar vida extraterrestre es buscar planetas cuyos espectros atmosféricos contengan niveles inusualmente altos de oxígeno. Debido a que el oxígeno es tan reactivo, cualquier planeta con grandes cantidades en la atmósfera debe tener algún proceso para reponerlo, lo que podría indicar la existencia de vida fotosintética.
@LevelRiverSt, la mayor parte del CO2 original de la Tierra está encerrado en varias calcitas (tiza, piedra caliza y mármol).
@LevelRiverSt: El metano es un gas de efecto invernadero mucho más fuerte que el CO2. Había planes para sellar la fuga de petróleo bajo el Golfo de México con cargas nucleares, y se abandonaron con extremo perjuicio; riesgo de liberar los enormes depósitos de metano que serían un evento de extinción global, la temperatura se elevaría por encima de los niveles habitables.
BillOer sí La Tierra tiene enormes reservas de CO2. El CO2 oceánico disuelto está más "disponible dinámicamente" (y está aumentando en los últimos tiempos debido a la inyección de mucho más CO2 en la atmósfera al quemar combustibles fósiles). Pero las plantas hacen un excelente trabajo al convertir casi todo el CO2 atmosférico disponible en el químico reactivo. O2, generando carbono orgánico en el proceso. @SF sí, también habría calentamiento global, posiblemente lo suficiente como para hacer que la Tierra sea inhabitable de todos modos. Pero el calentamiento global descontrolado es bien conocido en Venus. Las explosiones gigantes de gas que ocurren naturalmente son completamente desconocidas y potencialmente muy dramáticas
@LevelRiverSt Y ni siquiera requiere un encendido absoluto. Pequeñas cantidades de combustible y oxidante reaccionarán incluso si no se alcanza la temperatura de ignición y, con el tiempo, esto puede reemplazar toda la atmósfera. Es probable que así sea como la atmósfera de metano de la Tierra se convirtió lentamente en una atmósfera de agua + dióxido de carbono. La reacción sigue siendo la misma que con la quema, por supuesto: la escala es la principal diferencia. De la misma manera, con grandes emisiones de metano, lo más probable es que no obtenga mucho espectáculo: no se quemará ni explotará fácilmente, a menos que proporcione una fuente de ignición, etc.
@SF. Es más como "no pudimos calcular si sería un problema real o no, así que estamos tomando el enfoque más seguro y usando una técnica que sabemos que va a funcionar". Es muy difícil estimar los efectos globales de algo como esto, especialmente cuando ni siquiera se sabe cuánto metano se liberaría de manera realista y cuánto tiempo sobreviviría en la atmósfera (no hace falta decir que el metano tiene algunos problemas para sobrevivir en una atmósfera con mucho oxígeno libre). Sin mencionar juzgar cuánto metano sería interrumpido por la explosión en sí, etc., es un problema muy complejo, en realidad.
@Luaan: Obtiene incendios de carbón y gas que ocurren naturalmente, por ejemplo, en.wikipedia.org/wiki/Burning_Mountain y en.wikipedia.org/wiki/Yanarta%C5%9F
@jamesqf Claro, no quería dar a entender que la única fuente posible de ignición es la intervención humana: D Obtiene una ignición "espontánea" en ciertas condiciones (el heno húmedo es uno de los ejemplos bastante típicos), y hay un montón de fuentes de ignición en la Tierra, con o sin humanos. Aún así, lo más probable es que esos incendios hayan sido provocados por algo en algún momento (un incendio forestal, un rayo, actividad volcánica...) y han estado ardiendo desde entonces. La pregunta es más como "¿llegará a una fuente de ignición mientras todavía tiene la concentración para quemarse/explotar continuamente?".
Esto, de hecho; para una perspectiva diferente, puede interesarle mi pregunta ¿Cómo puedo destruir un planeta gigante gaseoso? sobre la construcción de mundos . La respuesta aceptada (y una de las dos actualmente más votadas netamente) menciona específicamente el problema del oxidante.
interesante, ¿qué pasaría si fueras a un lago de hidrocarburos con un enorme tanque de oxígeno y lo encendieras?
@PirateApp Se quemará, potencialmente muy rápido, hasta que se agote el oxígeno en el tanque. Entonces la reacción se detendría.