¿Se puede "traer vacío" del espacio exterior?

En lugar de crear vacío en las cámaras de la Tierra, ¿por qué no se puede traer el vacío del espacio exterior a las cámaras? La presión en el espacio exterior oscila entre 10 6 torr a 10 17 torr muy muy bajo. ¿Es posible en absoluto?

Respuestas (5)

Muchas cosas son posibles si quieres invertir mucho dinero en ello.

¿Es práctico? No.

Primero, estimaría que un cohete costaría miles de dólares. La órbita terrestre baja te daría el rango alto ( 10 6 torr), la órbita terrestre alta sería posible obtener 10 9 torr La siguiente dificultad es hacer que el contenedor regrese a la Tierra (debe protegerse del calor del reingreso) y recuperarlo donde haya aterrizado (varios miles de dólares más).

Por supuesto, el contenedor necesita un buen sello ya que el aire intentará entrar.

Un buen sistema de vacío (alrededor de $ 2000) puede alcanzar 20 10 9 torr para una cámara pequeña en unos 30 minutos. Tengo uno para el espectrómetro de masas en el trabajo.

Para resumir, sí, es posible, pero no tendría ninguna razón práctica para hacerlo.

Para alargar la historia, sigue leyendo.

Si bien el espacio no es un vacío perfecto, como dijiste, está cerca, y muchas aplicaciones de los vacíos generados por la tierra son para simular las condiciones del espacio exterior.

En teoría, uno podría poner un recipiente a presión en una trayectoria orbital, o incluso suborbital, abrirlo al "vacío" del espacio, volver a sellarlo y luego recuperar el recipiente del lado del planeta. Sin embargo, esto sería poco práctico por varias razones.

1) La planificación, el lanzamiento, la recuperación, etc. de una misión espacial lleva meses. Esto es mucho más tiempo que generar un vacío con una bomba.

2) Las cámaras de vacío, debido a la cantidad de fuerza necesaria para manejar el gran diferencial de presión, son muy pesadas. Lanzar un cohete no es barato, y los gastos aumentan con el aumento de peso en la carga útil.

En cuanto a los costos específicos, no soy un experto, por lo que solo puedo dar estimaciones muy amplias.

Incluso si el costo de lanzar un cohete para obtener un vacío o comprar/instalar una cámara de vacío, bombas, etc. es más o menos el mismo (como imagino que son), la cámara de vacío sería más práctica porque se puede usar casi en -La demanda (sin esperar el lanzamiento de un cohete) podría reutilizarse varias veces (mientras que se tendría que comprar y lanzar un nuevo cohete) y no sería necesario transportarlo del sitio de recuperación al "sitio de uso", como un lanzamiento recipiente a presión.

No importa el costo en dólares, cuesta más en energía. Suponga que tiene bombas perfectamente eficientes. Para crear un vacío, debe expulsar el aire de su cámara, si asumimos que queremos 1  L de vacío, esto toma

W = PAG V = ( 1  Cajero automático ) ( 1  L ) = 10 9  ergio
de trabajo.

Pero si desea obtener su vacío del espacio, incluso suponiendo que tenga un ascensor espacial perfectamente eficiente, primero debe elevar su nave al espacio, sellarlo y traerlo de vuelta. En el descenso, tendrás que trabajar contra la fuerza de flotación de tu embarcación. Esto requerirá trabajo

W ρ V gramo H 0 = ( 1  kg/m3 3 ) ( 1  L ) ( 9.8  EM 2 ) ( 9  kilómetros ) 10 9  ergio
Dónde H 0 es la escala de altura de la atmósfera, es decir, el decaimiento exponencial con la altura. Podemos estimar la altura de la escala mediante un simple argumento mecánico estadístico. Si la atmósfera estuviera en equilibrio, todos sus estados de energía deberían estar poblados de acuerdo con el factor de Boltzmann. mi mi / k T , por lo que la densidad de la atmósfera debería ser, aproximadamente,
ρ ( h ) = ρ 0 mi metro gramo h k T = ρ 0 mi h / H 0
dónde metro gramo h es la energía gravitacional de una molécula de nitrógeno. Esto da
H 0 = k T metro gramo 9  kilómetros

La estimación del orden de magnitud sale como un lavado (son inherentemente el mismo cálculo hecho de dos maneras diferentes), pero son un lavado suponiendo que tuviéramos un ascensor espacial. No tenemos ascensores espaciales, tenemos cohetes que pierden mucha energía para arrastrarlos. Los cohetes cuestan mucha más energía. Entonces, el "vacío espacial" siempre debe salir detrás del "vacío terrestre".

Probablemente no. Un problema es la desgasificación:

http://en.wikipedia.org/wiki/Desgasificación#Desgasificación_en_un_vacío

Incluso si construyera un contenedor hermético, lo llevara al espacio, lo abriera para dejar salir el gas, lo sellara y lo trajera de regreso a la Tierra, todavía tendría el vacío destruido por la desgasificación. Los pequeños átomos atrapados en el material del propio contenedor se difundirían constantemente hacia la superficie interior y serían expulsados ​​al interior del contenedor.

Hasta cierto punto, esto se puede reducir permitiendo que los materiales se desgasifiquen durante mucho tiempo en el vacío para que las impurezas del recipiente se vayan lentamente. No sé cuánto tiempo se necesita para que esto alcance un estado estable.

(Puede haber otros problemas más serios que un experto podría decirle. Mi conocimiento sobre las técnicas de vacío es muy modesto).

Es físicamente posible, pero la instalación química mantuvo un gran tanque de LN2 con un aparato como una bomba de difusión de aceite para mantener el volumen de vacío. así que económicamente es una mala idea.