Si los astronautas pudieran llevar una gran cantidad de aire respirable a un lugar con menor gravedad, como la luna de la Tierra, ¿el aire formaría una atmósfera o flotaría y desaparecería? ¿Hay una cantidad mínima de gravedad necesaria para atrapar una atmósfera respirable en un planeta?
La velocidad de escape en la superficie de la luna es de unos 2,4 km/s. La velocidad media del oxígeno a 293 K es de unos 0,48 km/s.
Una regla empírica comúnmente citada dice que la velocidad de escape debe ser 6 veces la velocidad media del gas para que ese gas permanezca cautivo de la gravedad y los valores que cité están relacionados por un factor de solo 5. El aire contendría agua ( ya que el aire seco es muy incómodo para respirar) y dióxido de carbono (como un subproducto si no es necesario también para sustentar las cianobacterias/plantas que desearía en lugar de los depuradores mecánicos de dióxido de carbono de tamaño planetario, entonces están los nutrientes que necesitaría para sostenerlos) lo que fácilmente exacerbaría un efecto invernadero atmosférico y, con la luna a aproximadamente la misma distancia del sol que la tierra, se esperaría que el aire se calentara a temperaturas similares a las de la tierra, aunque sin el efecto moderador de los océanos. , y así hacer que el oxígeno se disipe. Como el nitrógeno es más ligero,
En resumen, no parece probable que sea posible en la luna.
Aparte, ignorando por un momento la protección contra el viento solar notada por Turscher, Venus y la Tierra tienen gravedades superficiales similares, pero la atmósfera de Venus es mucho más gruesa que la de la Tierra, por lo que la gravedad no es el único factor para determinar la retención atmosférica y tampoco lo es la temperatura como Venus. es mucho más caliente que la Tierra.
Para responder a la parte de su pregunta sobre la gravedad mínima necesaria que nadie más parece haber abordado: la gravedad de la superficie tendría que ser tal que requiera una velocidad de escape alrededor, como establece la regla general, seis veces la v_rms de cualquier gas. deseaba retener. Con una velocidad de escape demasiado baja a lo largo del tiempo, los gases escaparán, primero los gases más ligeros, lo que conducirá a un adelgazamiento de la atmósfera y una composición dependiente del tiempo. Pero esto podría tomar edades geológicas. Cualquier proceso de pérdida en particular podría ser tan lento que se repondría fácilmente mediante cualquier proceso que los astronautas usaran para crear la atmósfera. Si parte de ese proceso fuera el bombardeo de cometas (en gran parte por su contenido de agua), habría que tener cuidado, ya que dicho bombardeo extraplanetario también podría ser muy dañino para la atmósfera de un planeta.
La gravedad es un factor importante en los planetas que retienen atmósferas durante eones. Pero hay otros factores que deben tenerse en cuenta para considerar la volatilidad de una atmósfera.
El viento solar es el principal factor de erosión en cualquier atmósfera. Pero un campo magnético saludable puede desviar la mayor parte de la radiación solar y disminuir la erosión. Ha sido un tema de debate recientemente si las exo-lunas de los planetas jovianos en las zonas habitables de sus estrellas anfitrionas podrían sostener atmósferas: tales lunas probablemente estén bloqueadas por mareas, por lo que no se espera que sus campos magnéticos sean altos, pero sus planetas anfitriones probablemente tendrán fuertes cinturones de radiación. Pero no está claro por el momento si los cinturones de radiación protegerán o erosionarán la atmósfera. Saturno tiene un nivel benigno de radiación, por lo que tenemos a Titán, que tiene una atmósfera más espesa que la de la Tierra.
Supongo que el diablo está en los detalles. Por ejemplo, si el cuerpo celeste en cuestión está lejos de su estrella, por lo que su temperatura es muy baja, es más fácil retener aire a baja temperatura alrededor del cuerpo. Por otro lado, el aire muy frío no es respirable de todos modos. Sin embargo, hay otra manera. Si los astronautas pueden llevar tanto aire al cuerpo, ¿por qué no colocan una membrana alrededor del cuerpo para retener el aire? Además, no necesitan la membrana alrededor de todo el cuerpo, pueden colocarla sobre un área limitada donde quieran vivir. Por otro lado, necesitarían proteger esa membrana de los meteoritos... Así que supongo que hay mucho que pueden hacer y muchos factores que podrían hacerles la vida imposible:-)
La luna tiene el 85% de la gravedad de Titán (que tiene una atmósfera espesa de hidrocarburos), por lo que no puedo creer ni por un segundo que su gravedad sea demasiado débil para retener una atmósfera viable.
Factores como los vientos solares que despojan la atmósfera debido a la falta de protección de un campo magnético, es una explicación válida, pero la baja gravedad no puede serlo, porque la existencia de Titán lo desmiente.
La gravedad de un planeta mantiene la atmósfera en su lugar. La luna no tiene suficiente masa/gravedad para hacerlo. Si movieras aire a la luna, hay tan poca gravedad que el aire simplemente se alejaría flotando.
La velocidad del oxígeno a temperatura ambiente (293k) es de 1720 km por hora, por lo que si la velocidad de escape de la luna o el planeta es mayor que eso, al menos tendrás oxígeno. Si desea un poco de nitrógeno en la mezcla, tendrá que buscar en Google su velocidad como hice con el oxígeno ;-)
N. Virgo
acechador