¿Qué densidad atmosférica se requeriría para permitir que un ser humano volara sin alas?

A esto lo llamamos "nadar" y necesitarías una densidad atmosférica más o menos la del agua. La presión necesaria para obtener un gas a esa densidad tiene efectos fisiológicos graves, por lo que simplemente comprimir la mezcla de gas correcta (una seleccionada para no producir presiones parciales venenosas de ninguno de sus componentes) no funcionaría.

Ciertamente, es posible poner suficiente oxígeno en algunos líquidos para que exista la posibilidad de respirar "bajo el agua", pero no estoy seguro de que esa respiración sea realmente práctica. Si permite un equipo de respiración limitado, es fácil.

La respuesta a esto es tan complicada como las ecuaciones de vuelo. Básicamente no hay una respuesta única, depende de muchas variables. Escribí esas respuestas detalladas sobre el tema del vuelo para preguntas anteriores. Así que lea esto si está interesado en los detalles:

• Un mundo con 1/3 de gravedad pero 1/2 de presión atmosférica. ¿Sería más fácil volar?
• El transporte aéreo se descompone
• ¿Cómo deberían ser las alas de los humanos para volar?

TL,RD;

Si por "sin alas, artificiales o de otro tipo" quiere decir que no hay pedazos de vehículo, entonces las condiciones de la gravedad lunar con la densidad atmosférica terrestre permitirían volar a una persona con musculatura normal vistiendo solo un traje simple con "tela de alas" que se extiende desde los brazos. Al cuerpo.

Para lograr la misma hazaña en un planeta con un total de 1 g de atracción, la densidad atmosférica sería superior a 6 veces la de la Tierra.

Para lograr la misma hazaña sin el traje de alas, no lo sé. Los brazos humanos no están diseñados para generar sustentación y la mayor parte del brazo no generará sustentación en absoluto. Solo estoy seguro de que los humanos podrían dar forma a la mano correctamente para la generación de levantamiento y esa no es una gran área de levantamiento. Como suposición, es posible que necesite otro aumento> 10x en la densidad atmosférica para volar.

Mi mejor suposición es que se necesitarían> 60 veces la densidad atmosférica normal del nivel del mar de la Tierra para hacer esto. Si Venus fuera habitable, entonces probablemente podrías volar allí solo con tus brazos y manos.

Nota rápida: tiene razón acerca de que el parámetro relevante es la densidad atmosférica. Puede manipular la densidad mientras mantiene la misma presión utilizando gases inertes pesados ​​(también conocidos como xenón) como gas de mezcla en lugar de nitrógeno. Pero esto solo puede "comprar" 4 veces la densidad atmosférica. Todavía tendrá que aumentar la cantidad de moléculas en la atmósfera en >15 veces más que la atmósfera a nivel del mar de la Tierra.

Detalles

Iba a desglosar los detalles de esta solución, pero me di cuenta de que las referencias anteriores incluyen todas las matemáticas que necesitas para resolver esto.

y me siento flojo hoy :)

Cualquiera que busque los detalles de cómo resolver esto, lea las tres respuestas de referencia anteriores.

Para volar hay que contrastar la fuerza de la gravedad.

Esto se puede lograr de múltiples maneras:

• Fuerza de sustentación de Bernoulli: al tener alas y un movimiento adecuado, la fuerza resultante puede contrastar la gravedad y permitir el vuelo. Esto lo has descartado.
• Fuerza de sustentación de reacción: al usar la tercera ley de la dinámica de Newton, se puede generar suficiente fuerza para contrastar la gravedad. Este es el principio utilizado por los cohetes.
• Fuerza de arrastre: en un fluido que se mueve a una velocidad adecuada, la fuerza de arrastre puede contrastar la gravedad (sucede si te atrapa un tornado)
• Fuerza de flotabilidad: eso es lo que sucede cuando nadamos. Para tener esto, la densidad del fluido debe ser mayor que la densidad promedio del cuerpo.

Los gases son 3 órdenes de magnitud menos densos que los sólidos/líquidos. No hay forma de que un gas por sí solo pueda hacer que un humano vuele por flotabilidad. Y los tornados no son prácticos para vuelos intencionales.

Para lograr una flotabilidad neutra , la densidad atmosférica debe ser un poco más de 1000 kg/m3. Eso es mucho. A modo de comparación, la densidad atmosférica normal es de solo 1,225 kg/m3, por lo que es más de 800 atmósferas más densa, y la presión atmosférica (suponiendo que la composición sea constante) tiene que ser superior a 800 atmósferas. Ese es el nivel de presión a profundidades oceánicas de más de 8000 m. No es saludable en absoluto.

Sin embargo, si el nitrógeno se elimina de la mezcla de respiración y el nivel de oxígeno se reduce a un nivel mínimo que sería tolerable, los humanos podrían sobrevivir en este entorno, al menos por un tiempo. Sugiero reemplazar la mayor parte del contenido atmosférico con Neon. Como gas inerte, no afectará la química del cuerpo. A diferencia de los elementos más pesados ​​como el argón, se cree que el neón no causa un efecto narcótico y su peso molecular (20,18) es 5 veces mayor que el helio, lo que significa que necesitaríamos 5 veces menos presión para la misma densidad.

Por lo tanto, la atmósfera neox de flotabilidad neutra deberá tener una presión de aproximadamente 1100 atmósferas (más alta que el aire porque el neón es más liviano).

Si bien vivir en estas condiciones extremas es teóricamente posible, nunca se estudió, y se garantiza que ocurran algunos problemas de salud como el síndrome nervioso de alta presión .