4 juli in de ruimte: hoe zou vuurwerk op Mars werken?

Het is onduidelijk welke loyaliteitse kolonisten van Mars in de toekomst zullen blijven bestaan, maar of ze nu de Vierde juli vieren (http://www.inverse.com/topic/july-4th) of een andere dag van onafhankelijkheid, je kunt mooi zijn veel marsmannetjes zullen het willen vieren iets. En daarvoor zullen ze waarschijnlijk dingen willen zien exploderen in een kleurrijke, vurige gloed in de lucht.

Al meer dan duizend jaar gebruiken mensen vuurwerk als integraal onderdeel van vele festiviteiten. Hoewel er veel dingen zijn die de soort zal moeten leven zonder wanneer het zich begint uit te breiden naar andere werelden, zal vuurwerk waarschijnlijk niet rustig verlopen.

Ze zullen echter niet op dezelfde manier werken. We hebben eeuwen besteed aan het perfectioneren van het ontwerp van vuurwerk hier op aarde, zodat ze het meeste waar voor hun geld hebben. Ze zijn speciaal ontworpen voor Aarde. De rode planeet, voor het geval je het nog niet hebt geleerd, is een veel andere plaats dan dit hier blauwe marmer. Om te begrijpen hoe een vuurwerk op Mars zou kunnen werken, moeten we eerst begrijpen waarom het hier op aarde werkt.

Misschien vind je dit ook leuk: (De chemie achter waarom blauw vuurwerk de moeilijkste kleur is om te maken)

Het is niet echt een moeilijk ontwerp om te begrijpen. Een vuurwerk is in feite een brouwsel van twee andere soorten pyrotechniek: het sterretje en het vuurwerk Een sterretje is een apparaat dat, nou ja, precies dat doet: sprankelt en een stroom van helder, knisperend licht verspreidt. Een voetzoeker ontploft, dankzij zwart poeder (of buskruit) of flitspoeder. Die twee poeders hebben verschillende chemische samenstellingen, maar het resultaat is eigenlijk iets dat gaat boom en geeft een flits en een knal af.

De belangrijkste ingrediënten voor een sterretje zijn:

• een brandstof die kan worden ontstoken (het zwarte poeder of flitspoeder)
• een oxidatiemiddel, dat een brandstof nodig heeft om te verbranden
• een metaal dat de kleurrijke gloed zal geven (bijvoorbeeld koper brandt groen, lithium brandt rood, enz.)

Een rotje pakt in principe een netjes ingepakte barstende lading aan (het ding dat alles doet gaan ka-blooey) en een lont aan dit ontwerp. Wanneer je deze twee concepten combineert met een hefvulling die de lucht in de lucht laat vliegen, krijg je je luchtvuurwerk - een explosieve weergave van levendig, flikkerend licht, geïnitieerd door een onmiddellijke uitbarsting, en een paar seconden duurt voordat het langzaam verdwijnt het donker.

Er zijn verschillende aanpassingen aan dit ontwerp die verklaren waarom sommige vuurwerk anders werken - de schaal kan ontworpen zijn om meerdere keren te breken, waardoor meerdere uitbarstingen van licht ontstaan. Maar over het algemeen is dit hoe een standaard vuurwerk eruit ziet.

Dus hoe zou dit op Mars werken? Welnu, er zijn twee kritische verschillen. De eerste heeft te maken met de zwaartekracht van Mars: bij een derde van de massa van de aarde houdt Mars geen objecten zo hard vast als onze eigen planeet zou kunnen. Als je een enkel vuurwerk neemt en het in de lucht op zowel de blauwe planeet als de rode planeet lanceert, zal het gaan veel hoger op Mars.

Dit is handig omdat het mensen in staat stelt om minder voortstuwingsmateriaal te gebruiken om het vuurwerk op te starten - waardoor bronnen worden bespaard - maar het betekent ook dat je het proces zodanig moet bijstellen dat een vuurwerk niet veel te hoog gaat. Toch is dit een klein probleem om mee te vergelijken in vergelijking met het volgende obstakel.

Omdat de meest beperkende factor voor vuurwerk op Mars de aanwezigheid van een oxidator zal zijn. Op deze planeet is de beste oxidatiemiddel die helpt bij het verbranden van de brandstof - u raadt het al - zuurstof. De atmosfeer van de aarde bestaat uit 20,95 procent zuurstof. Op Mars wordt dat percentage op slechts 0,146 procent geschoten.

We zullen die luxe overvloed aan zuurstof op Mars niet hebben, dus we zullen andere oxidatiemiddelen nodig hebben om met de brandstof te mengen. Dit betekent een voorkeur voor flitspoeder ten opzichte van zwart poeder. Flitspoeder kan worden aangestoken door een sterke oxidator zoals kaliumchloraat. Er zijn ook genoeg andere brandstof-oxidatiemixen waaruit je kunt kiezen, maar het punt is dat je moet afwijken van het vertrouwen op zuurstof.

Er is slechts één ander probleem: de temperaturen op Mars. Bij kamertemperatuur verschijnt bijvoorbeeld kaliumchloraat als een poeder of wit kristal, maar de temperaturen op Mars variëren tussen -153 graden Celsius en 20 graden Celsius. Als u zich uw scheikunde- en natuurkundecursussen herinnert, herinnert u zich bovendien dat druk ook de temperatuur beïnvloedt.

Iedereen die vuurwerk op Mars ontwikkelt, moet hiermee rekening houden en beter begrijpen welke combinaties van brandstof en oxidatiemiddelen moeten worden gebruikt om een ​​vuurwerk te laten exploderen zoals het zou moeten in de lucht van Martian. Het is twijfelachtig dat je kunt vertrouwen op de atmosfeer zelf als een goede oxidator, dus het komt er ook op aan een vuurwerk te ontwerpen dat in staat is om een ​​vaste oxidator met een brandstofbron in het midden van de hemel te mengen zoals het hoort.

Hoe zou dat eruit moeten zien? Nou, met ingenieurs die in het algemeen werken, weet je, naar Mars reizen probleem eerst, dat is waarschijnlijk het laatste wat iemand denkt. Laten we het nog een paar decennia geven voordat we ons beste en slimste verstand gaan prikkelen om ons een marsvuurwerk te geven.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op 27 juni 2017.