Welche atmosphärische Dichte wäre erforderlich, damit ein Mensch ohne Flügel fliegen kann?

Wir nennen das "Schwimmen", und Sie benötigen eine atmosphärische Dichte, die ungefähr der von Wasser entspricht. Der Druck, der erforderlich ist, um ein Gas mit dieser Dichte zu erhalten, hat schwerwiegende physiologische Auswirkungen, daher würde es nicht funktionieren, nur das richtige Gasgemisch zu komprimieren (eines, das ausgewählt wurde, um keine giftigen Partialdrücke seiner Komponenten zu erzeugen).

Es ist sicherlich möglich, einigen Flüssigkeiten so viel Sauerstoff zuzuführen, dass die Möglichkeit besteht, "unter Wasser" zu atmen, aber ich bin mir nicht sicher, ob eine solche Atmung tatsächlich praktikabel ist. Wenn Sie begrenzte Atemgeräte zulassen, ist es einfach.

Die Antwort darauf ist so kompliziert wie die Fluggleichungen. Grundsätzlich gibt es keine einheitliche Antwort, es hängt von vielen Variablen ab. Ich habe diese ausführlichen Antworten zum Thema Flug für frühere Fragen geschrieben. Bitte lesen Sie diese, wenn Sie an den Details interessiert sind:

• Eine Welt mit 1/3 Schwerkraft, aber 1/2 atmosphärischem Druck. Wäre es einfacher zu fliegen?
• Der Flugverkehr bricht zusammen
• Wie müssten menschliche Flügel sein, um zu fliegen?

TL,DR;

Wenn Sie mit "ohne Flügel, künstlich oder auf andere Weise" keine Fahrzeugteile gemeint haben, dann würden die Bedingungen der Mondgravitation mit irdischer atmosphärischer Dichte einer Person mit normaler Muskulatur erlauben, zu fliegen, die nur einen einfachen Anzug mit "Flügelstoff" trägt, der sich von den Armen erstreckt zum Körper.

Um das gleiche Kunststück auf einem Planeten mit einem vollen Zug von 1 g zu erreichen, würde die atmosphärische Dichte mehr als das 6-fache der Erde betragen.

Das gleiche Kunststück ohne den Flügelanzug zu vollbringen, ich weiß nicht. Menschliche Arme sind nicht dafür ausgelegt, Auftrieb zu erzeugen, und der größte Teil des Arms erzeugt überhaupt keinen Auftrieb. Ich bin mir nur sicher, dass Menschen die Hand richtig formen könnten, um das Heben zu erzeugen, und das ist nicht viel Hebebereich. Vermutlich benötigen Sie zum Fliegen eine weitere >10-fache Erhöhung der atmosphärischen Dichte.

Meine beste Vermutung ist, dass dafür mehr als das 60-fache der normalen atmosphärischen Dichte des Erdmeeresspiegels erforderlich wäre. Wenn die Venus bewohnbar wäre, könnten Sie wahrscheinlich nur mit Ihren Armen und Händen dorthin fliegen.

Kurzer Hinweis: Sie haben Recht, dass der relevante Parameter die atmosphärische Dichte ist. Sie können die Dichte manipulieren, während der Druck gleich bleibt, indem Sie anstelle von Stickstoff schwere Inertgase (alias Xenon) als Mischgas verwenden. Damit kann man aber nur das 4-fache der atmosphärischen Dichte „erkaufen“. Sie müssen immer noch die Anzahl der Moleküle in der Atmosphäre um das >15-fache der Erdatmosphäre auf Meereshöhe erhöhen.

Einzelheiten

Ich wollte die Details dieser Lösung aufschlüsseln, habe aber festgestellt, dass die obigen Referenzen die gesamte Mathematik enthalten, die Sie benötigen, um diese Dinge herauszufinden.

und ich fühle mich heute faul :)

Jeder, der nach Einzelheiten sucht, wie er dies herausfinden kann, sollte die drei obigen Referenzantworten lesen.

Um zu fliegen, muss man der Schwerkraft entgegenwirken.

Dies kann auf mehreren Wegen erreicht werden:

• Bernoulli-Auftriebskraft: Durch Flügel und eine geeignete Bewegung kann die resultierende Kraft der Schwerkraft entgegenwirken und den Flug ermöglichen. Dies haben Sie ausgeschlossen.
• Reaktionsauftriebskraft: Durch die Verwendung von Newtons drittem Dynamikgesetz kann man genug Kraft erzeugen, um der Schwerkraft entgegenzuwirken. Dies ist das Prinzip, das von Raketen verwendet wird.
• Widerstandskraft: In einer Flüssigkeit, die sich mit angemessener Geschwindigkeit bewegt, kann die Widerstandskraft der Schwerkraft entgegenwirken (dies passiert, wenn Sie in einen Tornado geraten)
• Auftriebskraft: Das passiert beim Schwimmen. Dazu muss die Dichte der Flüssigkeit größer sein als die durchschnittliche Dichte des Körpers.

Gase haben eine um 3 Größenordnungen geringere Dichte als Feststoffe/Flüssigkeiten. Es gibt keine Möglichkeit, dass ein Gas allein einen Menschen durch Auftrieb zum Fliegen bringt. Und Tornados sind für einen absichtlichen Flug nicht praktikabel.

Um einen neutralen Auftrieb zu erreichen , muss die atmosphärische Dichte knapp über 1000 kg/m3 liegen. Das ist eine Menge. Zum Vergleich: Die normale atmosphärische Dichte beträgt nur 1,225 kg/m3, also mehr als 800 bar mehr Dichte, und der atmosphärische Druck (unter der Annahme einer konstanten Zusammensetzung) muss über 800 Atmosphären betragen. Das ist das Druckniveau in Meerestiefen über 8000 m. Überhaupt nicht gesund.

Wenn jedoch der Stickstoff aus dem Atemgemisch eliminiert und der Sauerstoffgehalt auf ein tolerierbares Spurenniveau gesenkt wird, könnten Menschen in dieser Umgebung zumindest eine Weile überleben. Ich schlage vor, den größten Teil des atmosphärischen Inhalts durch Neon zu ersetzen. Als Inertgas hat es keinen Einfluss auf die Körperchemie. Im Gegensatz zu schwereren Elementen wie Argon soll Neon keine narkotische Wirkung haben, und sein Molekulargewicht (20,18) ist fünfmal höher als das von Helium, was bedeutet, dass wir für die gleiche Dichte fünfmal weniger Druck benötigen würden.

Eine Neox-Atmosphäre mit neutralem Auftrieb muss also einen Druck von etwa 1100 Atmosphären haben (höher als Luft, weil Neon leichter ist).

Während das Leben unter diesen extremen Bedingungen theoretisch möglich ist, wurde es nie untersucht, und einige Gesundheitsprobleme wie das Hochdrucknervensyndrom werden garantiert auftreten.