¿Podríamos lograr sustentación aerodinámica y aeroestática en la Luna si tuviera una atmósfera de xenón?

La Luna no es capaz de mantener una atmósfera como la de la Tierra , ni es práctico mantener satélites en órbita lunar . Lo que significa que todo el transporte y la comunicación tendrían que estar basados ​​en tierra. Sin aviones, sin satélites, sin GPS, disminución de la comunicación por radio, etc.

El xenón es un gas noble pesado, incoloro, denso e inodoro. No serías capaz de respirarlo, pero si inhalaras algo no te mataría. Es lo suficientemente pesado como para crear una atmósfera bastante estable en la Luna. Si tuviera suficiente, podría volar una cometa, volar un avión o hacer flotar un globo. Es raro en la Tierra, pero suponiendo que encuentre un asteroide u otra fuente de cantidades significativas de xenón, ¿cuánto necesitaría para hacer posibles las operaciones atmosféricas de aviones y/o globos?

Nota: el punto de ebullición del xenón es de 165 K y el cinturón de asteroides parece tener una temperatura de alrededor de 200 K, por lo que encontrar una bola congelada de xenón parece difícil, pero si lo hiciéramos, ¿cuánto necesitaríamos?

Su pregunta podría beneficiarse de no estar restringida simplemente al xenón. Más bien, es posible que simplemente desee preguntar qué tipo de transporte factible y métodos de exploración funcionarían en la luna (con o sin humanos).
@spacer si tiene una mejor opción de gas, lo animo a que lo publique como respuesta. Elegí Xenon para la pregunta porque, aparte de la disponibilidad, probablemente sería la mejor opción. Pero si puede presentar un buen argumento a favor de otro gas, hágalo.
¿Crear una atmósfera lunar con xenón, solo para que el transporte basado en vuelos esté disponible? ¿Qué tal desarrollar ingeniería genética para crear dinosaurios, luego un sistema de viaje en el tiempo, criar dinosaurios, matarlos, trasladarlos unos cuantos millones de años atrás a su tiempo y enterrarlos, creando así nuevos yacimientos petrolíferos para resolver la crisis de los combustibles fósiles?
Depende de lo que considere suficiente para hacer posibles las operaciones de avión/globo. Podría decirse que solo necesita cualquier cantidad de atmósfera y un avión lo suficientemente rápido para generar sustentación. Probablemente pueda elegir un límite inferior decente para que el camino libre medio sea lo suficientemente pequeño como para que en realidad sea un fluido. Por supuesto, si está hablando de flotabilidad, entonces tiene mucho más que considerar que simplemente volar lo suficientemente rápido como para generar sustentación.
@sf Si su fuente de atmósfera está en el cinturón de asteroides, la cantidad de energía requerida para moverla a la luna puede ser tan pequeña como desee. Más rápido es más caro, pero si tiene un par de décadas de sobra, podría moverlo con una vela solar y algunos enfoques planetarios bien calculados.
@JamesJenkins: Todavía queda la cuestión de extraer varios billones de toneladas de gas de la roca inerte.
@SF. Estaba asumiendo que el gas sería un sólido en su punto de recolección. Lo cual también noté que era poco probable.
@JamesJenkins: Sólido en el punto de recolección pero gaseoso en la Luna, donde las condiciones no son muy diferentes si la carga se va a entregar en un período de tiempo razonable (órbita de asteroide acercándose a la órbita de la Tierra)...
GRAIL nos dio un excelente mapa de gravedad de la Luna para descubrir nuevas órbitas, por lo que los satélites de comunicación lunares están de vuelta sobre la mesa. Además, cuando lanzas satélites lunares desde la Luna , en lugar de desde la Tierra, pueden transportar mucho más propulsor para corregir sus órbitas.
@SF. la temperatura diurna de la luna es como 400K Yo diría que +200K es muy diferente.
@JamesJenkins: el lado del día en el asteroide cerca de la órbita lunar sería similar, o dame una razón por la que no lo sería.
La inhalación de xenón lo hará perder el conocimiento, se usa como anestésico general, consulte Wikipedia. Si no hay un anestesista presente, la inhalación de xenón podría causarle la muerte.
@JamesJenkins Me gusta mucho tu pregunta. Creo que todos esos comentarios solo distraen y deben limpiarse. ¡También aplaudo tu paciencia!

Respuestas (1)

En primer lugar, mientras que el xenón sería el más estable debido a que su peso molecular es el más grande de todos los gases elementales no radiactivos, existen otros gases que también funcionarían. El hexafluoruro de azufre sería una opción particularmente interesante, y debería ser más fácil de encontrar que el xenón.

De acuerdo, a pesar de eso, ¿qué tan bien funcionaría volar en una atmósfera de xenón o gas pesado similar? Como fuente, voy a utilizar la carta de vuelo interplanetaria Cessna de XKCD y el principio de Bernoulli de Wikipedia . De particular interés son algunas cosas. Una es que la capacidad de volar depende en gran medida de la presión, no del peso del gas. Por lo tanto, necesitaría una gran cantidad de gas, lo que haría que la atmósfera fuera bastante pesada ( ley de los gases ideales ). Entonces podría volar, pero solo elementos propulsados ​​​​por cohetes, lo que probablemente sería más fácil de hacer sin la atmósfera de todos modos, aunque el aterrizaje de precisión sería más fácil.

La otra ventaja de una atmósfera sería la protección contra pequeños micro-meteoritos, que es uno de los principales obstáculos de las colonias lunares. La temperatura también estaría algo regulada, etc. Sin embargo, todavía no recomendaría esto.

En pocas palabras, invertiría en algún tipo de tren de alta velocidad, que debería ser mucho más barato y más fácil de manejar que llenar la atmósfera con xenón.

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Si el gas fuera inflamable, aún podría volar en motores a reacción; simplemente cargaría con oxidante en lugar de combustible.
Suficientemente cierto. Los dos mejores gases (xenón y hexafluoruro de azufre) no son inflamables, pero supongo que se podría usar un gas de hidrocarburo pesado. Pero ese gas pesado tendería a ser más susceptible a la ionización del viento solar, sin mencionar que quemar el gas lo haría más pequeño y, por lo tanto, más susceptible de abandonar la atmósfera.
No me preocuparía por la última parte considerando el volumen presente: relación quemada.
Si estamos preocupados por el uso de Xenon para mantener la atmósfera, creo que la proporción quemada también influiría.
Sorprendentemente, aspirar gas inerte es más eficiente que no hacerlo. Reducir a la mitad el ISP de un motor a reacción (efecto de la misma carga de oxidante) sigue siendo mejor que el ISP de un motor de cohete de queroseno.
El hexafloruro de azufre como medio para crear una atmósfera densa y no reactiva puede sonar como una idea divertida debido a su alta densidad y es inofensivo para la respiración, pero los rayos ultravioleta del espacio dividirían la molécula y crearían algo de flúor libre, que es altamente tóxico. y algo de SF5, que probablemente se formaría en pequeñas cantidades de S2F10, que es altamente tóxico y estable, por lo que podría convertirse en una parte permanente de la atmósfera, ya que podría formarse lentamente pero no romperse tan rápido, así que no estoy seguro SF6 funcionaría, desafortunadamente. en.wikipedia.org/wiki/Disulfur_decafluoride
¿Podríamos lograr sustentación aerodinámica y aeroestática en la Luna si tuviera una atmósfera de xenón?
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