Ist es möglich, mit einem Ballon so hoch in der Atmosphäre zu schweben, dass man durch die Schwerkraft zu einem Satelliten gezogen werden kann?

Ein kürzlich erschienener Witz in der Comedy-Panel-Show 8 von 10 Katzen hat diese Frage aufgeworfen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Antwort nein ist, aber hoffentlich kann mich jemand überraschen.

Wenn Sie eine Person in einen Ballon setzen, so dass der Ballon in die oberen Schichten der Atmosphäre aufsteigt, ist es theoretisch möglich, dass die Schwerkraft eines umlaufenden Satelliten (dh eines Mondes) stark genug wird, um Sie zu ziehen und zu übernehmen die Auftriebskraft von Ihrem Auftrieb?

Natürlich würde dies auf der Erde nicht funktionieren, da es zwischen Erde und Mond keine Atmosphäre gibt, aber wäre es möglich, dass ein Satellit eine Atmosphäre mit seinem Planeten teilt, so dass dies eine Möglichkeit wäre, oder würde eine gemeinsame Atmosphäre auch dazu führen viel Widerstand, um die Existenz eines Satelliten zuzulassen?

Wenn es möglich wäre, wäre es auch möglich, einen Ballon zur Oberfläche des Satelliten zu bringen, oder würde die Schwerkraft des Mondes dafür sorgen, dass seine Atmosphäre in der Nähe der Oberfläche zu dicht ist, um eine Landung zu ermöglichen, wodurch der Ballonfahrer im Gleichgewicht bleibt? Könnten Sie vom Ballon in Richtung Mond springen (dh vom Ballon wegspringen, um den Auftrieb zu verlieren, den er bietet).

http://www.channel4.com/programmes/8-out-of-10-cats/4od#3430968

Antworten (2)

Nein, eine gemeinsame Atmosphäre zwischen Körper und Mond ist nicht möglich.

Damit ein natürlicher Satellit bestehen bleibt, muss die Umlaufbahn sehr stabil sein, da diese Satelliten seit Milliarden von Jahren existieren. Selbst das kleinste bisschen Atmosphäre (ein paar Moleküle) würde einen winzigen Luftwiderstand verursachen. Der Luftwiderstand summiert sich jedoch, sodass über einen langen Zeitraum sogar ein schweres Objekt (wie der Mond) aufgrund des Luftwiderstands nach unten gezogen und schließlich mit dem Körper kollidiert, um den es sich dreht.

Ein Ballon benötigt eine ziemlich signifikante Atmosphäre, um verwendet zu werden. Gegenwärtige Ballons können eine Höhe von bis zu 30–35 km erreichen. Da die atmosphärische Dichte (in der Heterosphäre) exponentiell mit der Höhe abnimmt, würden Ballons gigantisch werden, um auch nur ein bisschen höher zu reichen. Das Erreichen einer Höhe, in der die Atmosphäre eine vernachlässigbare Dichte hat, ist in einem Ballon unmöglich.

Man kann aber theoretisch versuchen, mit einem Ballon so hoch wie möglich zu fliegen und von dort aus andere Methoden (z. B. Raketen) einsetzen, um so den dichtesten Teil der Atmosphäre zu umgehen und viel Treibstoff zu sparen.

Bearbeiten : Eine weitere Sichtweise: Wenn ein Satellit genug Anziehungskraft hätte, um einen Beobachter in einem Ballon hochzuziehen, würde er sicherlich die Atmosphäre hochziehen; daher wäre der Satellit in der Atmosphäre, was unmöglich ist. Daher kann ein Satellit nie genug Anziehungskraft haben, um einen Beobachter in die Atmosphäre zu ziehen.

Danke @Gerrit; stimmt mit meinem Verdacht überein - ich hatte gehofft, dass es eine Problemumgehung für das Widerstandsproblem geben könnte, z. B. dass sich der Planet (und seine Atmosphäre) synchron mit dem Mond drehen, um jeglichen Luftwiderstand zu negieren, aber das scheint ziemlich unwahrscheinlich.
@JohnLBevan Wenn sich der Planet so schnell drehen würde, wäre es kein Planet - sondern ein sich schnell auflösendes Sägeblatt.
Und doch ... es scheint, als ob Pluto und Charon eine Atmosphäre teilen, wenn auch eine sehr dünne: newscientist.com/article/… , und Robert L. Forward glaubte, dass zwei Planeten mit nahezu gleicher Masse nahe genug sein könnten, um eine zu teilen Atmosphäre, was er als Rocheworld prägte: en.wikipedia.org/wiki/Rocheworld . Wenn Sie also etwas von Ihrer Physik hier anpassen, glaube ich, dass es möglich sein könnte .
@Len Das wäre eine winzige Exosphäre, um Größenordnungen zu klein, als dass ein Ballon reisen könnte.
Ich denke, es könnte möglich sein, wenn sowohl der Planet als auch der Mond gezeitenabhängig sind.

Wenn der Ballon aufsteigt, geschieht dies, weil er weniger dicht ist als die umgebende Luft und es eine Netto-Schwerkraft nach „unten“ gibt. Die Luft wird stärker angezogen als der Ballon – daher die Auftriebskraft. Wenn der Ballon "nach oben" in Richtung des Satelliten fällt, dann würde die Luft um ihn herum sicherlich noch schneller in diese Richtung fallen, da sie hypothetisch dichter ist.

Das Beste, worauf Sie hoffen können, sind die beiden Übergänge

Ballon weniger dicht als Luft → Ballon dichter als Luft Gravitation dominiert durch Planeten → Satelliten dominierte Schwerkraft
in der gleichen Höhe auftreten, und dass Ihre Trägheit Sie von einem zum anderen trägt. Allerdings würde eine solche prekäre Situation nicht lange anhalten.

Ist es möglich, mit einem Ballon so hoch in der Atmosphäre zu schweben, dass man durch die Schwerkraft zu einem Satelliten gezogen werden kann?
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