Soweit ich weiß, wird in einem Ballon / Luftballon ein Gasbrenner zum Erhitzen von Luft oder zum Verwenden eines leichteren Atoms wie Helium verwendet. Da Helium oder heiße Luft leichter und weniger dicht ist als die kühle Luft um den Ballon herum, bewirkt die erwärmte Luft oder das Helium, dass der gesamte Ballon aufsteigt. Und so wie ich es verstehe, ist Vakuum ein Raum, in dem sich keine Atome befinden. Kein Atom im Inneren bedeutet also, dass es leichter ist, als ein Atom im Inneren zu haben? Ist es nicht? Warum also können wir etwas nicht zum Fliegen bringen, indem wir ihm einen Vakuumbehälter geben?
Ich nehme an, Sie fragen sich, warum wir keine Luft aus einem ballonähnlichen Behälter ziehen, um die geringere Dichte zu erzeugen, die uns Helium oder heiße Luft verleiht.
Die Antwort ist, dass es schwierig ist, ein Vakuum mit einer dünnen, fast schwerelosen, starren Oberfläche aufrechtzuerhalten. Ein Ballon mit Gas im Inneren, der den atmosphärischen Druck mit dem Gasdruck ausgleicht, ist leicht luftdicht und stabil zu machen. Ein Vakuum in einem ausreichend dünnwandigen Behälter würde aufgrund des atmosphärischen Drucks leicht zusammenbrechen und wäre schwer luftdicht zu machen.
1670, nicht lange nach der Zeit von Galileo und seinen Luftdruckstudien, veröffentlichte der italienische Luftfahrtpionier Francesco Lana de Terzi eine Idee für ein fliegendes Luftschiff auf Vakuumballonbasis, das von vier evakuierten Kupferballons getragen wird. Damals verfügte man jedoch nicht über die Technologie, um ein Vakuum zu erzeugen, und ein evakuierter Ballon, der selbst aus den stärksten bekannten Metalllegierungen hergestellt wurde, wird durch atmosphärischen Druck leicht zerdrückt.
Theoretisch besteht eine weitere Möglichkeit darin, den Ballon mithilfe von Strahlungsdruck mit Photonen aufzublasen. Aber auch das ist unpraktisch. Um den erforderlichen Druck zu erzeugen, ist ein Strahlungsfluss von etwa 15 Terawatt pro Quadratmeter erforderlich ( Pascal), was ziemlich intensiv ist. ;) Die Innenfläche muss stark reflektierend sein, und jede Energie, die nicht reflektiert wird, geht als Wärme verloren. Der Ballon benötigt also eine beträchtliche Energiequelle, um ihn aufzublasen und aufgeblasen zu halten. Beachten Sie, dass 15 Terawatt ungefähr das 40-fache der Gesamtkapazität aller Kernkraftwerke der Welt sind.
Ja, es ist möglich, einen Vakuumbehälter zu erstellen und ihn zu fliegen. Aber die Effizienz wäre nicht größer als bei einem Heliumballon. Beim Anlegen eines Vakuums entsteht ein gegen Null gehender Unterdruck. Außerhalb des Behälters oder Ballons herrscht hoher Druck. Dieser Druck beginnt, den Behälter zusammenzudrücken. Der Behälter muss stark genug sein, um solch hohen Druckmengen standzuhalten. Das wäre, als würde man ein U-Boot bauen. Der Vakuumbehälter müsste sich zusammen mit einer Nutzlast anheben (was um ein Vielfaches schwerer wäre als ein Ballon).
Sinnbe