¿Hay algún gas de elevación que pueda proporcionar más "elevación" que el hidrógeno?

El hidrógeno es el gas más ligero que existe. En su forma diatómica común (H ₂ ), consta de dos protones y dos electrones, lo que lo hace extremadamente ligero, incluso en comparación con el siguiente gas más ligero, el helio (aunque la diferencia de sustentación entre ellos es mínima ). No hay mejor lugar al que pueda ir, a menos que elija simplemente usar Hydrogen-1. Además, si lo calienta un poco, al igual que con el aire caliente, proporcionará más sustentación, según la ley de los gases ideales.

Bien vale. Puede optar por un vacío puro o parcial (ver también aquí ), pero esto generalmente se considera difícil debido a la diferencia de presión extrema entre el interior y el exterior. Sin embargo, se ha considerado y tiene la posibilidad de proporcionar al menos algo de impulso.

Pero quédese con el hidrógeno, si está dispuesto a soportar el riesgo de ignición.

¿Mencioné que el hidrógeno es realmente explosivo?

^{Imagen del desastre de Hindenburg de dominio público.}

Realmente no.

La sustentación en realidad no la proporciona el gas elevador, sino el aire que desplaza, por lo que la sustentación no puede exceder la densidad del aire. El gas de elevación simplemente proporciona la presión para sostener una estructura de desplazamiento de aire con un gran volumen con una masa mínima. Las diferencias de sustentación entre los gases de sustentación son en realidad simplemente las diferencias en el peso que agregan. El helio y el hidrógeno ya son bastante ligeros, por lo que es difícil reemplazarlos por algo que pese significativamente menos.

podría calentar el gas dentro de la bolsa, pero esto tiene algunos problemas. primero, hace que sea más difícil contener el gas. esto es especialmente cierto para el hidrógeno, que ya es casi imposible de contener por completo sin fugas; lo cual es un problema, porque presumiblemente querrás usar el gas más liviano que puedas.

la solución obvia aquí: globos de vacío calientes

Si estás dispuesto a volverte un poco raro con tu física, nadie que yo conozca ha demostrado que la masa negativa no es posible. Es decir, materia que es repelida gravitatoriamente por materia de masa positiva y atraída por otra materia de masa negativa como un imán.

Nunca hemos encontrado ninguno (¿y cómo lo haríamos? Cualquiera que aún quedara en la Vía Láctea cuando se formó se alejaría más rápido de lo que podríamos atraparlo), pero su capacidad de "caerse" le daría un mayor poder de elevación. que cualquier gas de masa positiva.

Pensé en plasma. No es un gas, estrictamente hablando y, cuando se investiga al respecto, se descarta en el artículo de WP sobre este tema . Necesitaría un material elástico que resista la enorme carga interna (evitando que los iones obtengan electrones o que se obtengan electrones) solo para obtener una elevación ligeramente mayor.

Plasma

Otro medio que en teoría podría usarse es un plasma: los iones que se repelen entre sí podrían dar una presión intermedia entre el vacío y el hidrógeno y, por lo tanto, contrarrestar la presión atmosférica. Los requisitos de energía y contención son extremadamente poco prácticos, por lo que solo puede ser interesante para la ciencia ficción.

El vacío tampoco es un gas, pero lo único que necesitas es un material extremadamente ligero, hermético y rígido .

De todos modos, ambas soluciones serían incluso más (mucho, mucho más) peligrosas que el hidrógeno. Cualquier pequeña grieta en la cubierta daría como resultado una enorme e instantánea y devastadora ex/implosión.

Y, por supuesto, también tiene la masa negativa teórica de la que nadie puede estar seguro de cómo se comportaría, qué marco y orden de magnitud de energía necesitaría para manejarla, cómo obtenerla o incluso si existe.

TL; DR: su mayor problema no es el relleno, sino el contenedor. Cualquier sociedad con el conocimiento para hacer un dispositivo flotante de este tipo seguramente tendría la tecnología para volar de una manera más rápida, económica y segura.

Lo único más ligero que el hidrógeno es... una aeronave de vacío .

Así es, puede evacuar todo el aire dentro de su avión para hacerlo aún más flotante, pero el problema es que la atmósfera exterior empujará con 14,7 psi, por lo que necesitará una estructura de aire muy fuerte para resistir esa fuerza. Las estructuras de aire muy fuertes también son muy pesadas...

¡Pero! La ley del cubo cuadrado en realidad puede venir al rescate aquí. A medida que aumenta la escala del avión, el volumen de vacío aumenta a la tercera potencia, mientras que el área de superficie que necesita construir solo aumenta a la segunda potencia. Esto significa que hay un cierto punto en el que puedes construir una aeronave aspirada que realmente volará, a pesar de su tremendo peso.