¿Podrías volar un Boeing 747 en Venus?

He estado haciendo un escenario de colonización futura en el que la gente tiene grandes colonias en Marte y bases en la cima de las nubes en Venus. Estas cosas son increíblemente grandes. Ya he pensado en una forma de viajar entre estos en Marte, pero Venus es otro tema. ¿Podría usar un avión de pasajeros común (probablemente modificado para usar energía solar, sin embargo) para atravesar estas grandes extensiones de atmósfera? ¿Qué tal cualquier otra forma de transporte aéreo común? ¿Helicópteros? ¿Planeadores?

No hay oxígeno (u otro oxidante) en la atmósfera de Venus. La presión y la temperatura son extremadamente altas para cualquier tipo de avión terrestre. Así que tu avión tiene que ser modificado muy, muy profundamente.
what-if.xkcd.com/30 Extracto de elección: "Tu avión volaría bastante bien, excepto que estaría en llamas todo el tiempo, y luego dejaría de volar, y luego dejaría de ser un avión".
¿Cómo lo llevarías allí?
@Alexander OP especificó las bases superiores de las nubes, lo que significa que la presión probablemente sea algo más conveniente que en la superficie
@JollyJoker La ausencia de oxígeno en la atmósfera hace que los jets no arranquen (literalmente) ya que el propósito de las tomas de jets es recolectar oxígeno para quemar con el combustible.
Cita de @Halfthawed Genial. Desafortunadamente, en el contexto de esta pregunta es una tergiversación. Unos párrafos más abajo, concluye que por encima de las nubes (que es de lo que trata esta pregunta) en realidad es más o menos factible.
@Halfthawed Venus es un lugar terrible .
@jasper Por encima de las nubes está bien siempre que pueda manejar los vientos constantes de nivel de huracán de categoría 5 . Venus realmente no es un buen lugar para vivir.
@Halfthawed Gracias, eso mejoró mi hora de almuerzo. :)
@Shadur no se olvide del ácido sulfúrico que corroerá rápidamente cualquier metal expuesto en su avión. Después de todo, si solo tuviéramos que preocuparnos por los vientos constantes de huracán de categoría 5, no sería realmente Venus, ¿verdad?
@Shadur "vientos constantes de nivel de huracán de categoría 5" es una tergiversación horrible. La velocidad del viento es casi la misma que la corriente en chorro aquí en la tierra: sería literalmente como montar un dirigible en la corriente en chorro, excepto que tiene que construirlo con una sustancia que pueda resistir bien el ácido sulfúrico (un problema de ingeniería muy solucionable). problema).
"Resolver" es una forma de describir lo que sucederá con la mayoría de las sustancias con las que normalmente fabricamos aviones en esa atmósfera.
La presión del aire lo aplastaría instantáneamente. Por alguna razón, nadie nunca menciona esto. Mucho antes de la química hostil o del calor aún más hostil, la presión aplastaría cualquier avión.
@RBaryYoung Específicamente dijo que sus bases estarían flotando sobre las nubes. Allá arriba, la presión es comparable a la de la Tierra.
@Shadur ¿Y qué si estás en vientos Cat 5? He experimentado más que esto antes, fue un vuelo algo accidentado, pero eso es todo. Los vientos de categoría 5 no son un problema por su velocidad, sino por la diferencia entre el viento de categoría 5 y el suelo que no se mueve.
@Shadur Si bien Venus es un entorno bastante hostil, al menos la mayoría de los problemas son aquellos que podemos estudiar y prepararnos en la Tierra. Por otro lado, los principales problemas en Marte (gravedad más baja sostenida y mayor exposición a la radiación cósmica) son cosas que no veremos hasta que estemos allí. Es probable que intentemos colonizar Marte antes de intentar colonizar Venus. Si esa primera colonia resulta imposible de mantener, la colonización de Venus probablemente resultará más fácil al final. Ninguno de los dos lugares será fácil de colonizar, pero descartar uno de los dos fuera de control, pero no el otro, es miope.

Respuestas (4)

Si bien, en teoría, las presiones atmosféricas y las temperaturas en las regiones superiores de la atmósfera de Venus son más propicias para el funcionamiento de las aeronaves, todavía tiene un problema; dióxido de azufre. Esta es una de las emisiones que deja en tierra a los aviones durante las erupciones volcánicas, lo que significa que incluso si puede volar el avión allí, es probable que los costos de mantenimiento sean prohibitivos.

Dicho esto, dada la densidad y la naturaleza de los gases en la atmósfera de Venus, no necesitas aviones para volar entre bases. Literalmente podrías flotar.

La idea detrás de las ciudades nubosas de Venus es que el oxígeno molecular, el nitrógeno y otros gases que los humanos necesitan para una vida saludable, particularmente a las temperaturas a las que operamos, en realidad flotarían en la atmósfera a una altitud particular porque la densidad del supercalentado El CO 2 es suficiente para soportarlo. Entonces, básicamente puedes construir una 'burbuja' liviana de los gases que respiramos y poner una ciudad en el piso y flotaría alrededor de Venus. Obviamente esto es una simplificación, pero es funcionalmente correcto.

El punto es que podría hacer lo mismo con su avión o vehículos de transporte. Básicamente, crea una serie de burbujas móviles, llénalas con aire respirable, dales hélices y cosas por el estilo para que se muevan, y literalmente tienes una aeronave en la que la tripulación, los pasajeros y las mercancías pueden residir con seguridad en la envoltura de aire: tú No se necesita hidrógeno ni helio para que la nave sea más ligera, porque en ese entorno el aire normal ya es más ligero.

En realidad, esto sería un mecanismo de seguridad para todas las infracciones de la envoltura de aire, excepto las catastróficas, porque incluso si te quedas sin energía, flotas hasta que alguien te recoge o te remolca.

La otra ventaja de esto, por supuesto, es que es probable que sus aeronaves sean capaces de mover cargas y listas de pasajeros más grandes que un 747 convencional. Serían más como los trenes del cielo de Venus.

¿Qué tan correcto estoy al imaginar Cloud City de Star Wars?
@Parrotmaster no mucho. Esa ciudad sería demasiado pesada. Piense más como zepelines gigantes, pero en lugar de ser aeronaves, son ciudades aéreas. El factor de elevación de la atmósfera no soportará muchas estructuras de metal pesado y similares, por lo que es más probable que su entorno interior sea una forma de granja cúbica liviana dentro de una estructura robusta de estilo globo, supongo. Lo más probable es que cientos de habitantes sean el límite absoluto en lugar de decenas o cientos de miles que utilicen equipos industriales pesados. Los modelos propuestos son más bases de investigación, afines a la ISS.
También puede mencionar los vientos huracanados de categoría cinco que son constantes a esa altitud, así como las altas concentraciones de ácido sulfúrico que corroerán cualquier metal expuesto en minutos. Venus es mucho más agradable a gran altura que en la superficie, pero "mucho más agradable que un lugar que es consistente con la mayoría de las descripciones del infierno" es una barra bastante baja para establecer.
@Parrotmaster Además, Cloud City tenía sus edificios sostenidos por postes altos unidos al suelo, en lugar de flotar. Esto probablemente sería imposible en Venus con cualquier material conocido actualmente, ya que la lluvia de ácido sulfúrico devoraría los postes de soporte y haría que sus edificios se derrumbaran (donde también serían destruidos por la lluvia ácida además del daño por gravedad). ).
@DarrelHoffman, ¿Qué? Cloud City se encuentra en un planeta gigante gaseoso llamado Bespin. No hay suelo ni postes de apoyo. La ciudad tiene un tubo largo que se extiende hacia el interior del planeta para "extraer" un gas raro que se encuentra allí, pero es una ciudad totalmente flotante.
La pregunta que surge en mi mente al leer su respuesta es a qué altitud en Venus es lo suficientemente denso para que un cuerpo humano flote y nade como si estuviera en el agua y cómo es el medio ambiente allí.
@ JPhi1618 Hmm: seguro que parece que los postes bajan por completo, pero en algunas tomas supongo que puedes ver que tocan fondo. Supongo que los estaba confundiendo con los Supersónicos, el diseño es muy similar...
@ Gryphon-ReinstateMonica No estoy tan familiarizado con los vientos atmosféricos superiores en Venus, pero la alta velocidad del viento no es un problema siempre que no haya mucha turbulencia o cizalladura. Te dejarías llevar por la corriente.
No sé mucho sobre el concepto, pero presumiblemente sería económico tener una envoltura de hidrógeno adicional, además de la de O2/N2. Esto se debe a que es mucho más liviano, por lo que la envoltura puede ser mucho más pequeña, y porque es bastante probable que se produzca como un subproducto de la producción de oxígeno, aunque eso depende de cómo se genera el O2. No hay riesgo de incendio porque no arderá en la atmósfera de Venus.

Problema obvio número 1: no hay oxígeno libre en la atmósfera de Venus, por lo que no puedes hacer funcionar ningún tipo de motor de combustión. Sin embargo, supongamos que está utilizando algún otro tipo de motor, aunque no especificaré cuál.

Venus a baja altura es muy, muy caliente y tiene una presión de aire muy alta. Su avión se desintegraría en poco tiempo. Sin embargo, una vez que llegas a una altitud de 50 km, la presión atmosférica es casi la misma que la que se encuentra en la superficie de la Tierra... alrededor de 1,07 atmósferas, aunque hace un poco de calor a 75 grados C. Sube unos kilómetros más y verás Obtendré media atmósfera de presión y una agradable temperatura del aire de 27 grados. A los 60 km, las condiciones comienzan a parecerse un poco más a las de un Boeing 747 a altitud de crucero en la Tierra, aunque mucho más cálidas.

Sin embargo, aún tendría que lidiar con una atmósfera posiblemente muy corrosiva ... hay una gran cantidad de ácido sulfúrico en la atmósfera de Venus, pero si evita las nubes, podría estar bien, pero sería mejor proteger todo a fondo contra la corrosión. Las velocidades del viento también son bastante fuertes allí arriba, pero las velocidades del viento a gran altura en la Tierra también pueden ser bastante rápidas y eso no ha impedido que los vuelos comerciales sean completamente prácticos y en gran medida seguros.

Cualquier forma de vuelo que funcione en la tierra y no necesite oxígeno para que los motores funcionen debería funcionar bien.

Sin embargo, no estoy seguro de que un avión de pasajeros con energía solar funcione... No estoy dispuesto a calcular los números yo mismo, pero creo que el área de superficie disponible es demasiado baja para proporcionar la misma cantidad de energía que esas cuatro grandes turbinas de gas. en la Tierra, e incluso a 60 km de altitud puede haber una espesa capa de nubes. Si no tiene una potencia de fusión compacta y liviana, tendrá que reducir un poco las velocidades de crucero de su avión. Tal vez podrían funcionar accesorios eléctricos o ventiladores con celdas de combustible como fuente de energía. A 50 km puedes hacer globos flotantes llenos de gas respirable por humanos, así que mientras tengas un buen aire acondicionado, tal vez los zepelines funcionen para ti...

Los números no cuadran para la energía solar. Este hilo en el intercambio de pila de aviación sugiere que la potencia del motor de un 747 es de alrededor 88 METRO W . El poder de crucero podría ser la mitad o incluso una cuarta parte de eso; pero el área de superficie de las alas del 747 es 525 metro 2 y la radiación solar en Venus es sólo 2622 W / metro 2 , por lo que la energía solar sería más como 1.3 METRO W .
@Stephen gracias por eso. No me sorprende. Traté de averiguar si podía hacerlo con una potencia de microondas hace un tiempo, e incluso eso no funcionó bien con una densidad de potencia de microondas segura en el objetivo. Aún así, uno o dos megavatios no son para estornudar; funcionará lo suficientemente bien como propulsión de zepelín.

En una respuesta directa a su pregunta, no, no podría usar un avión de pasajeros común sin modificar.

En primer lugar, la atmósfera contendría una gran cantidad de dióxido de azufre y una pequeña cantidad de agua, lo que crearía ácido sulfúrico que corroería rápidamente la estructura del chorro. Dicho esto, un jet podría modificarse razonablemente fácilmente para incorporar revestimientos de plástico como el politetrafluoretileno para resolver ese problema. Pero un problema mayor sería la propulsión. ¿Cómo se movería la estructura en la atmósfera si no hubiera oxígeno para la combustión?

La respuesta obvia sería llevar también su propio suministro de oxidante, como lo hacen actualmente los cohetes. Por supuesto, eso significa mucho más peso, lo que significa un rediseño significativo de todo el avión, y en ese momento probablemente ya no sería un motor a reacción, así que...

A la altura en que se ubicarían las ciudades de nubes, la densidad atmosférica es similar a la del nivel del suelo, o, digamos, la troposfera, la falta de oxígeno elimina cualquier posible avión a reacción.

Mientras que los aviones con energía solar pueden ser posibles. Serán demasiado ligeros y demasiado frágiles. Este es un gran problema potencial. Recuerden que el abismo infernal de la atmósfera venusina yace abajo.

Las aeronaves más probables para viajar entre ciudades nubosas serán helicópteros de propulsión nuclear o aeronaves de ala fija propulsadas por hélice. La presurización y los compartimentos herméticos serán absolutamente necesarios para garantizar que puedan respirar aire que contenga oxígeno. Esto mantendrá fuera el ácido sulfúrico en las nubes y los aviones serán a prueba de ácido.

No totalmente inviable, pero los cielos venusianos del Boeing 747, definitivamente no. Los jets también están definitivamente descartados. Pero los aviones de hélice o rotor con fuentes de energía adecuadas, presumiblemente nucleares en lugar de solares, son bastante factibles.

Esta respuesta también se olvida de advertir sobre las tormentas de nivel de huracán Cat5 que son una característica constante en la atmósfera superior de Venus y que no puedo evitar sentir que complicaría significativamente cualquier intento de viaje aéreo regular...
@ Shadur phys.org/news/2016-12-weather-venus.html "Más cerca del ecuador, la velocidad del viento se reduce a casi nada". También parece que esos vientos giran constantemente alrededor del planeta, como la corriente en chorro. Probablemente podría flotar en ellos sin problemas: los huracanes son un problema mayor cuando esos vientos golpean un objeto inamovible como una casa.
@ceejayoz ¿O una 'ciudad nube'? Aparte de eso, mencioné específicamente los viajes aéreos "regulares", porque si bien su sugerencia de flotar en ellos podría ser viable, eso significa que todos los viajes tendrán que ser en una sola dirección...
@Shadur Una ciudad de nubes flotaría junto con los vientos predominantes; sería una tontería intentar anclarla en un lugar fijo. La velocidad de avance puede ser de cientos de kilómetros por hora, pero eso realmente no importa. Un avión lo suficientemente rápido podría volar contra los vientos, pero podría encontrar saltos suborbitales o recorrer el camino más largo para ser un enfoque más eficiente.
El viaje de @Shadur en la atmósfera superior en relación con la superficie tendría que ser en la misma dirección, pero en relación con otros hábitats no es necesario.
@Shadur Velocidades del viento de 300 km/h, si esto se parece más a una corriente en chorro que a la turbulencia de un tifón, entonces el viaje aéreo puede ser manejable, los aviones planeadores Jetstream podrían ser posibles. Incluso lanzarse en paracaídas de lado podría ser factible. Gracias por subirlo.
¿Podrías volar un Boeing 747 en Venus?
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