Esta respuesta inicialmente se referirá a su mini-pregunta. Es decir, "¿flotarían las nubes de lluvia en la capa de helio o solo en la capa de oxígeno?"

Es dudoso que las nubes de lluvia floten en la capa de helio. En primer lugar, debido a la baja densidad del helio, las nubes de lluvia serán más densas y pesadas si se formaron allí, por lo que se hundirán a altitudes más bajas. En segundo lugar, la capa de helio parece ser demasiado alta para soportar las nubes de lluvia. Recuerde que las nubes de lluvia se forman y flotan principalmente en la troposfera, que es una parte inferior de la atmósfera. La descripción de esta atmósfera sugiere que la capa de helio está por encima de su troposfera.

La troposfera es la capa más baja de la atmósfera terrestre. La troposfera comienza en la superficie de la Tierra y sube hasta una altura de 7 a 20 km (4 a 12 millas o 23 000 a 65 000 pies) sobre el nivel del mar. La mayor parte de la masa (alrededor del 75-80%) de la atmósfera se encuentra en la troposfera. Casi todo el clima ocurre dentro de esta capa. El aire es más cálido en la parte inferior de la troposfera cerca del nivel del suelo. Más arriba hace más frío. La presión del aire y la densidad del aire también son menores en altitudes elevadas. La capa por encima de la troposfera se llama estratosfera.

Casi todo el vapor de agua y las partículas de polvo de la atmósfera se encuentran en la troposfera. Es por eso que la mayoría de las nubes también se encuentran en esta capa más baja. La parte inferior de la troposfera, justo al lado de la superficie de la Tierra, se denomina "capa límite". En lugares donde la superficie de la Tierra tiene "baches" (montañas, bosques), los vientos en la capa límite están todos mezclados. En lugares suaves (sobre agua o hielo) los vientos son más suaves. Los vientos por encima de la capa límite no se ven muy afectados por la superficie.

Fuente: Troposfera

La estructura de la atmósfera de este planeta es inusual. En la Tierra un gas como el helio se encontraría principalmente en la termosfera y, posiblemente, en la exosfera.

La termosfera se encuentra por encima de la mesosfera. La temperatura en la termosfera generalmente aumenta con la altitud alcanzando 600 a 3000 F (600-2000 K) dependiendo de la actividad solar. Este aumento de temperatura se debe a la absorción de la intensa radiación solar por parte de la cantidad limitada de oxígeno molecular restante. En esta altitud extrema, las moléculas de gas están muy separadas. Por encima de las 60 millas (100 km) de la superficie de la Tierra, la composición química del aire se vuelve fuertemente dependiente de la altitud y la atmósfera se enriquece con gases más livianos (oxígeno atómico, helio e hidrógeno). También a 60 millas (100 km) de altitud, la atmósfera de la Tierra se vuelve demasiado delgada para soportar aeronaves y los vehículos necesitan viajar a velocidades orbitales para mantenerse en el aire. Esta demarcación entre la aeronáutica y la astronáutica se conoce como Línea Karman. Por encima de las 100 millas (160 km) de altitud, el principal componente atmosférico se convierte en oxígeno atómico. A altitudes muy elevadas, los gases residuales comienzan a estratificarse según su masa molecular, debido a la separación gravitatoria.

Presumiblemente, el planeta se formó en circunstancias inusuales, en términos de ciencia planetaria, y puede haber adquirido su exceso de helio en un raro tipo de incidente. Tal vez un planeta gigante gaseoso cercano arrojó grandes cantidades de su atmósfera de helio y esta fue capturada por su planeta.

Si los globos o aeronaves más livianos que el aire iban a permanecer en el aire utilizando cubiertas abiertas, de alguna manera tendrían que elevarse hasta la capa de helio antes de descender para capturar suficiente helio para permanecer flotantes y en el aire. Esto sugiere que un globo o aeronave tendría que ser lanzado hacia arriba con una velocidad razonable para alcanzar la altura suficiente para que se produzca la captura de helio. Esto podría lograrse con una catapulta gigante o propulsión de cohetes.

Sin embargo, sería lamentable que una aeronave o un globo no consiguiera suficiente helio y cayera en picado hacia la superficie del planeta. Y mucho menos ser arrojados a la atmósfera superior antes de su peligroso descenso. Los aviadores, tanto los pasajeros como la tripulación, necesitarán aparatos de respiración porque es probable que no haya suficiente oxígeno en la capa de helio para sustentar la vida.

Sería un ejercicio ingenioso construir un modelo de este planeta y su formación para explicar cómo adquirió una capa tan considerable de helio como parte de su atmósfera.

En resumen: los globos de dosel abierto y las aeronaves parecen dudosos en el mejor de los casos. Los métodos para alcanzar las altitudes necesarias para recolectar suficiente helio parecen ser demasiado peligrosos para cumplir con el propósito. Es poco probable que las nubes de lluvia floten en la capa de helio y se encontrarán en sus capas de oxígeno y nitrógeno en su troposfera.

Teóricamente sí, en la práctica no

En realidad, no necesita un globo sellado de helio para un vuelo descontrolado más ligero que el aire. Puedes simplemente llenar una bolsa de plástico y verla flotar.

¿Por qué sellamos la bolsa? Dos razones principales, primero para detener el escape de helio y segundo para darnos cierto control sobre la elevación al reducir el volumen de elevación sin descargar gas.

Su velamen en la capa de helio desplazará el aire en la capa de oxígeno para levantarse, eso está bien, pero si algo desplaza el helio de su velamen, ¿cómo lo recuperará? De hecho, ¿cómo llegaste allí en primer lugar?