Gibt es ein Profil des atmosphärischen Drucks und der Schwerkraft von Uranus?

Eine der faszinierenden Tatsachen über Uranus ist, dass irgendwo innerhalb der Schwerkraft etwa 0,9 g liegen. Wenn man nun davon träumen möchte, in leicht kühlen Ballons auf Uranus zu leben, wäre es interessant, eine Seite-an-Seite-Ansicht der lokalen Schwerkraft und der atmosphärischen Dichte/des atmosphärischen Drucks in verschiedenen Höhen über dem Zentrum von Uranus zu haben.

Wo finde ich das?

Antworten (1)

Ballons können sehr nützlich sein, um wissenschaftliche Nutzlasten zu transportieren, aber nur auf der Erde, dem Mars oder etwas anderem "Gütigen". Allerdings nicht Uranus. In diesem Zusammenhang ist es eher Science-Fiction (also aus der fernen Zukunft) als eine ernsthafte Designüberlegung.

Sie sind eine schlechte Designwahl, weil:

  • Sie sind für die Dauer der restlichen Mission völlig nutzlos
  • Sie bergen ein enormes Risiko, wenn der Erfolg der Mission tatsächlich von ihnen abhängen soll
  • Die Verwendung von Ballons würde sehr niedrige Injektionsgeschwindigkeiten erfordern
  • Die müssen sich in einer bestimmten Höhe entfalten, da sonst der Druck zu gering wäre und die Ballons wahrscheinlich platzen würden

Das bedeutet, dass Sie einen kontrollierten und sehr langsamen Abstieg in eine flüchtige Atmosphäre benötigen, was enorme Mengen an Treibstoff kostet und die mögliche Nutzlastmasse verringert. Jede echte Weltraummission zum Uranus würde daher wahrscheinlich so etwas wie einen kontrollierten Hochgeschwindigkeitsabstieg der Hauptsonde bis zur vollständigen Zerstörung (die leider nicht sehr tief sein wird) wählen.

Aber, um es auf den Punkt zu bringen: Zu diesem Thema wurde einige Arbeit geleistet, aber nicht viel detaillierter als eine grundlegende exponentielle Atmosphäre . Existierende Uran-Atmosphärenmodelle unterscheiden sich ziemlich stark voneinander. Wie Sie vielleicht wissen, basieren sie alle auf den Spektraldaten von Voyager 2 (1989) für die Zusammensetzung (unterstützt durch Teleskopdaten). Viele der aktuellen Erkenntnisse stammen aus der Analyse der Entstehungsmechanismen und der Dynamik der Wolken in der Uran-Atmosphäre. Zusammen mit ziemlich grundlegender Physik (wie der exponentiellen Atmosphäre und Einstrahlungsmodellen, um die Temperaturprofile zu erhalten) macht dies das gesamte Wissen der Menschheit über die Uran-Atmosphäre aus.

Die Analyse von Ballonflügen auf Uranus erfordert angesichts der inhärenten Unsicherheiten sicherlich nichts Besseres als eine exponentielle Atmosphäre. Es ist auch nicht erforderlich, ein vollwertiges Temperaturprofil für die Integration der barometrischen Gleichung zu verwenden; Verwenden Sie einfach die Durchschnittstemperatur des Planeten ( siehe unten in diesem Wiki ) und halten Sie sie konstant. das vereinfacht die Integration erheblich. Dann ist es nur noch eine Frage des Plottens P ( r ) vs. g ( r ) = μ / r 2 für eine Reihe von r das beschreibt die ~20% des Uran-Radius.

Einige weitere Gründe, warum Ballons eine schlechte Idee sind: Die Uranus-Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, jeder Ballon bei Druck und Temperatur. Gleichgewicht wäre schwerer. Selbst an der unteren Grenze der Atmosphäre, bei 100bar, beträgt die Dichte etwa 9kg/m³ - 1% Wasser - falls jemand ein "U-Boot" bauen möchte.
@mart: Es ist eine Mischung aus H₂ und He, also ist es möglich , aber Sie bräuchten einen ziemlich abgefahrenen Ballon. Aber in der Tat ist das spezifische Volumen der Mischung ziemlich gering, was bedeutet, dass der funky Ballon auch groß sein müsste :)
In Bezug auf Ballons finde ich dieses NASA-Papier über atmosphärischen Bergbau im äußeren Sonnensystem (PDF) ziemlich interessant. Es stellt ein konzeptionelles Design für Aerostaten dar, das tatsächlich eine Ballonhaube auf "Scoopern" verwendet. Sie sollen kurzzeitige Kraftstofferfassungs- und -verarbeitungsgeräte sein. Wie auch immer, ich dachte nur zu erwähnen, dass sie berücksichtigt werden. Ich bin darüber gestolpert, als ich es in Harvesting isotopes of Helium or Hydrogen from space erwähnt habe . Und das ist ungefähr der Umfang meines Wissens zu diesem Thema. ;)
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