Wie tief muss eine Grube auf dem Mond sein, um die Atmosphäre bei 1 ATM am Boden zu halten?

Wie tief müsste die Grube sein, um 1 ATM Druck zu bekommen?

Das ist ziemlich einfach - etwa 300 km tief. Mehr oder weniger. Hängt davon ab, wie lange Sie es voraussichtlich behalten werden. Der atmosphärische Druck ist einfach das Gewicht des Gases über dem Beobachter. Auf der Erde befinden sich 99 % der Atmosphäre unterhalb von 32 km und 99,9 % unterhalb von 50 km. Auf dem Mond mit einer Oberflächengravitation von 1/6 der der Erde wäre eine ähnliche Gassäule 6-mal länger oder etwa 300 km lang. Da der Radius des Mondes etwa 1700 km beträgt, würde der Gravitationsgradient in der Grube etwa 1/3 betragen – das heißt, die Schwerkraft am Boden der Grube würde etwa 67 % der Oberflächengravitation betragen. Die Gasdichte an der Oberfläche wäre also ungefähr so ​​​​auf der Erde in 33 km.

Könnte die Grube die Luft aufrechterhalten oder würde sie an den Weltraum verloren gehen?

Weg weg weg. Der Druck der Erdatmosphäre bei 33 km beträgt etwa 0,017 psi. Leider ist es von einem viel besseren Vakuum umgeben und löst sich mit einer gewissen Geschwindigkeit auf, wodurch mehr Luft aufsteigt und verschwindet.

Wenn es verloren gehen würde, wie lange würde es dauern?

Entschuldigung, aber das ist mir schleierhaft. Wochen bis Jahre, schätze ich.

Könnte eine Obergrenze ausreichen, um Verluste zu verhindern?

Sicher. Der Gesamtdruckunterschied ist ziemlich gering, daher erscheint eine Kappe für eine Grube mit kleinem Durchmesser durchaus angemessen. Wenn Sie meilenweit reden, um eine Kolonie zu unterstützen - nicht so sehr.

Ist die benötigte Tiefe auf dem Mond realisierbar?

Nö. Mit etwa 1/6 der Schwerkraft entspricht dies mehr oder weniger einem 50 km tiefen Loch auf der Erde. In diesen Tiefen verformt sich Gestein wie Zahnpasta unter dem Gewicht der darüber liegenden Last. Nun, langsame Zahnpasta. Der Druck beträgt etwa 17.000 Atmosphären oder 260.000 psi. Das ist Druck im Gestein, nicht die Atmosphäre.

Die anderen Antworten sind aufgrund eines Versehens falsch.

Dies ist ein Diagramm der Temperatur gegenüber der Austrittsgeschwindigkeit für verschiedene Gase an verschiedenen Orten:

Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_escape

Sauerstoff bleibt als Gas auf dem Mond, solange es weder zu heiß noch zu kalt wird. Nahe bei 50.000 wird es sich verflüssigen; In der Nähe von 60K wird es dem Loch und dem Mond entkommen.

Und das sagt der Wiki-Artikel für den Mond über ihre Temperaturen:

Es gibt Orte, die am Grund vieler Polarkrater im Dauerschatten bleiben, und diese "Krater der ewigen Dunkelheit" sind extrem kalt: Lunar Reconnaissance Orbiter hat die niedrigsten Sommertemperaturen in Kratern am Südpol mit 35 K (−238 ° C ; –397 °F) und nur 26 K (–247 °C; –413 °F) kurz vor der Wintersonnenwende im nordpolaren Hermite-Krater.

Sie müssen also kein Loch graben, einige sind bereits vorhanden. Spülen Sie einfach das Gas ein und halten Sie eine ideale Temperatur.

Vor einiger Zeit habe ich als Antwort auf diese Frage diese Antwort gepostet (die ich auch hier wiederverwendet habe )

Ja, es ist möglich. Bedenken Sie, dass man sich am Grund eines Tals näher am Massenschwerpunkt des Planeten befindet, daher kann die Schwerkraft relativ stärker sein, was sich auf den lokalen atmosphärischen Druck auswirken könnte.

Auf der Erde haben wir keine Täler, die tief genug sind, um dramatische Unterschiede zu erleben, aber auf dem Mars haben wir ein solches Merkmal: Valles Marineris.

Bis zu einer Tiefe von 7 km beträgt der Druck an seinem Grund etwa 0,168 psi, während der durchschnittliche atmosphärische Druck auf dem Mars 0,087 psi beträgt. Etwa das Doppelte, wie Sie sehen.

Immer noch nicht hoch genug, um im T-Shirt spazieren zu gehen, aber wenn die Atmosphäre auf dem Mars dichter wäre, wäre es der erste Ort, an dem bewohnbare Bedingungen erreicht würden.

Der Hauptunterschied zur vorliegenden Frage besteht darin, dass die Schwerkraft des Mondes viel geringer ist als die auf dem Mars, und selbst auf "Boden" -Ebene gibt es keine nennenswerte Atmosphäre, während es auf dem Mars eine gibt. Während also der Oberflächendruck auf dem Mars etwa 600 Pa beträgt, sind es auf dem Mond 0,3 nPa.

Selbst wenn man ein sehr tiefes Loch oder einen sehr tiefen Graben gräbt und ein ähnliches Verhalten der Schwerkraft gegenüber der Tiefe auf dem Mond annimmt, gäbe es daher nichts, um dieses Loch auf einem nennenswerten Niveau zu füllen.

Selbst wenn Sie das Loch mit transportierter Luft "spülen" könnten, würde es schnell entweichen, nur weil die Durchschnittsgeschwindigkeit der Moleküle die Fluchtgeschwindigkeit für den Mond überschreiten würde.

Es sei denn, Sie möchten keinen Pool flüssiger (besser gefrorener) Gase haben, die, wenn sie vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt sind, sehr langsam sublimieren.

Die Gesamtmasse der "Atmosphäre" des Mondes beträgt ungefähr 10 t, das ist einfach nicht genug Masse der Atmosphäre, um ein Loch zu füllen.

Stattdessen müssten Sie eine Kappe verwenden, um die Luft niederzuhalten. Um 1 atm Druck niederzuhalten, ist das Äquivalent einer 10 m langen Wassersäule auf der Erde erforderlich. Wenn wir davon ausgehen, dass Luna Regolith dreimal dichter ist als Wasser, dann müsste die Kappe bei der Schwerkraft des Mondes, die 1/6 der Erde beträgt, 20 m dick sein.

Ich glaube nur nicht, dass Sie es tun, obwohl ich nicht die genaue Mathematik zur Hand habe, um es zu beweisen.

Wenn Sie auf der Erde eine 1 km tiefe Grube graben und sich auf deren Grund stellen, erhalten Sie einen Druck von 1,12 Atmosphären oder eine Steigerung von 12 %.

Es gibt einen interplanetaren Luftdruckrechner , der Informationen für mehrere Planeten enthält (allerdings nicht für den Mond - was verständlich ist, wenn man bedenkt, dass der Mond praktisch keine Atmosphäre hat).

Das bedeutet, dass Sie selbst 5 km tief in der Marskruste den Druck nur von 0,01 Atmosphären auf 0,02 Atmosphären erhöhen.

Je tiefer Sie gehen, desto schwächer wird auch die Schwerkraft, die gegen Sie zu arbeiten beginnt.