Vai uz Marsa var iekurt uguni? Kas notiks ar sērkociņu vai sveci
Marsa atmosfēras spiediens ir aptuveni 100 reižu zemāks nekā uz Zemes, bet skābekļa tajā ir mazāk nekā 0,2%. Lai notiktu degšana, nepieciešams oksidētājs, bet uz Marsa tā ir gandrīz nemaz. Vai tas nozīmē, ka uz Sarkanās planētas uguni vispār nav iespējams iekurt? Vai arī šo ierobežojumu iespējams apiet? Lai to saprastu, jāaplūko, kā darbojas liesma un kā Marsa vide atšķiras no Zemes atmosfēras.
Marsa atmosfēra nav piemērota
Ugunij uz Zemes nepieciešamas trīs lietas: degviela, pietiekami augsta temperatūra un oksidētājs. Uz mūsu planētas oksidētāja lomu galvenokārt pilda skābeklis, kas veido aptuveni 21% atmosfēras.
Uz Marsa situācija ir pavisam citāda. Tā atmosfēra aptuveni 95% sastāv no oglekļa dioksīda, kas pats par sevi liesmu neuztur, bet skābekļa daudzums ir tikai aptuveni 0,17%.
Tomēr galvenā problēma ir atmosfēras spiediens. Marsa virsmas vidējais spiediens ir tikai aptuveni 6 milibāri, kamēr uz Zemes tas pārsniedz 1000 milibārus.
Ņemot vērā arī šo faktoru, skābekļa daļējais spiediens uz Marsa ir aptuveni 20 000 reižu zemāks nekā uz Zemes.
Tādēļ koka gabals vai izlējusies degviela uz Marsa atrodas vidē, kur oksidētāja praktiski nav. Salīdzinājumam, lai ugunsgrēks varētu izplatīties pa sausu zāli vai koku, gaisā nepieciešams vismaz aptuveni 15–17% skābekļa.
Kas notiktu ar sveci, šķiltavām un benzīnu?
Ja izkāptu no hermētiska moduļa uz Marsa virsmas un mēģinātu aizdegt sveci, tā nekavējoties nodzistu. Karstais parafīns turpinātu iztvaikot pie dakts, taču bez pietiekama skābekļa degšanas ķīmiskā reakcija apstātos.
Ar gāzes šķiltavām notiktu kas līdzīgs. Butāns izplūstu no sprauslas un dzirksteli būtu iespējams radīt, taču zilā liesma neizveidotos. Ar degvielu vien nepietiek, nepieciešams arī oksidētājs.
Arī benzīna izlīšana uz Marsa neradītu ierasto ugunsgrēku. Zemā spiediena dēļ tas varētu iztvaikot, taču apkārtējā atmosfērā nebūtu pietiekami daudz skābekļa, lai tvaiki aizdegtos un uzturētu liesmu.
Nedaudz interesantāk būtu ar parastu sērkociņu. Tā galviņā atrodas pašai reakcijai nepieciešams oksidētājs, piemēram, kālija hlorāts. Berzes rezultātā tas var atbrīvot nelielu daudzumu skābekļa, tādēļ sērkociņa galviņa varētu īslaicīgi uzliesmot.
Taču, tiklīdz šis nelielais oksidētāja daudzums būtu izlietots, koka kātiņš paliktu tikai nedaudz apogļojies.
Kā uz Marsa tomēr iegūt uguni?
Lai uz Marsa iegūtu liesmu, skābeklis nav obligāti jāņem no atmosfēras. To iespējams paņemt līdzi vai jau iepriekš sajaukt ar degvielu. Tieši pēc šāda principa darbojas cietās raķešu degvielas, pirotehniskie maisījumi un šaujampulveris.
Marsa apstākļos varētu veiksmīgi degt:
- cietās raķešu degvielas, kurās oksidētājs ir iekļauts pašā ķīmiskajā sastāvā;
- šķidrās raķešu degvielas sistēmas, kurās degviela un skābeklis tiek padoti degkamerā;
- īpaši pirotehniskie lādiņi ar savu oksidētāja avotu;
- parasta liesma slēgtā kamerā, kurā mākslīgi tiek padots gaiss.
Tādēļ rodas interesants paradokss: ja uz Marsa virsmas novietotu atvērtu benzīna mucu, to aizdedzināt nebūtu iespējams. Taču blakus iedarbināts raķešu dzinējs darbotos ar pilnu jaudu un izšautu karstas liesmas stabu, jo visas degšanai nepieciešamās sastāvdaļas tas nodrošina pats.
Vai nākotnē skābekli varēs iegūt uz Marsa?
Nākotnes ekspedīcijām skābekļa nogādāšana no Zemes būtu ļoti dārga, tāpēc inženieri pēta iespējas to ražot uz vietas.
Perseverance instruments MOXIE jau demonstrēja šādas tehnoloģijas iespējamību, iegūstot molekulāro skābekli no Marsa atmosfērā esošā oglekļa dioksīda. Eksperimenta laikā kopumā tika saražoti 122 grami skābekļa.
Ar to, protams, nepietiktu raķetes palaišanai, taču eksperiments pierādīja, ka skābekli no Marsa atmosfēras ir iespējams iegūt.
Arī Marsa gruntī atrodas perhlorāti, perhlorskābes sāļi, kas ir spēcīgi oksidētāji. Tomēr tos nevar vienkārši izmantot, piemēram, iemetot sērkociņu Marsa smiltīs. Perhlorāti ir sajaukti ar citiem ieža materiāliem, tādēļ to izmantošanai būtu nepieciešamas īpašas attīrīšanas un pārstrādes iekārtas.
Lielākais ugunsgrēka risks būs nevis ārpusē, bet bāzē
Paradoksālā kārtā nākamajiem Marsa pētniekiem lielākais ugunsgrēka risks, visticamāk, nebūs uz planētas virsmas.
Astronautu dzīvojamie moduļi būs hermētiski un tajos tiks uzturēts cilvēkiem piemērots spiediens un skābekļa koncentrācija. Šādos apstākļos papīrs, plastmasa, elektronika un citi materiāli varēs aizdegties gluži tāpat kā uz Zemes.
Tātad uz Marsa virsmas nejauša aizdegšanās ir ārkārtīgi maz ticama – tur vienkārši nav nepieciešamo apstākļu, lai parasta uguns varētu izplatīties. Taču, tiklīdz cilvēki izveidos hermētisku bāzi vai palaidīs raķeti, viņi sev līdzi atvedīs arī Zemes uguns likumus.
