Wenn Astronauten eine große Menge atembarer Luft an einen Ort mit geringerer Schwerkraft wie den Erdmond liefern könnten, würde die Luft dann eine Atmosphäre bilden oder würde sie davonschweben und verschwinden? Ist ein Mindestmaß an Schwerkraft erforderlich, um eine atembare Atmosphäre auf einem Planeten einzuschließen?
Die Fluchtgeschwindigkeit an der Mondoberfläche beträgt etwa 2,4 km/s. Die mittlere Geschwindigkeit von Sauerstoff bei 293 K beträgt etwa 0,48 km/s.
Eine allgemein zitierte Faustregel besagt, dass die Austrittsgeschwindigkeit das 6-fache der mittleren Geschwindigkeit des Gases betragen muss, damit dieses Gas von der Schwerkraft gefangen bleibt, und die von mir angegebenen Werte hängen nur mit dem Faktor 5 zusammen. Die Luft würde Wasser enthalten ( da trockene Luft sehr unangenehm zu atmen ist) und Kohlendioxid (als Nebenprodukt, wenn es nicht auch benötigt wird, um die Cyanobakterien/Pflanzen zu erhalten, die Sie anstelle von mechanischen Kohlendioxidwäschern in planetarischer Größe benötigen würden, dann gibt es die Nährstoffe, die Sie benötigen würden diese aufrechterhalten), was leicht einen atmosphärischen Treibhauseffekt verschlimmern würde, und da sich der Mond in etwa der gleichen Entfernung von der Sonne wie die Erde befindet, würden Sie erwarten, dass sich die Luft auf ähnliche Temperaturen wie die Erde erwärmt, jedoch ohne die mäßigende Wirkung der Ozeane , wodurch der Sauerstoff verdunstet. Da Stickstoff leichter ist, ist es
Kurz gesagt, es scheint nicht wahrscheinlich, dass es auf dem Mond möglich wäre.
Abgesehen davon, dass die von Turscher festgestellte Abschirmung vor dem Sonnenwind für einen Moment ignoriert wird, haben Venus und Erde ähnliche Oberflächengravitationen, aber die Atmosphäre der Venus ist viel dicker als die der Erde, sodass die Schwerkraft nicht der einzige Faktor bei der Bestimmung der atmosphärischen Retention ist, und auch nicht die Temperatur als Venus ist sehr viel heißer als die Erde.
Um den Teil Ihrer Frage nach einer erforderlichen Mindestgravitation zu beantworten, auf den anscheinend niemand anders eingegangen ist: Die Oberflächengravitation müsste so sein, dass sie eine Fluchtgeschwindigkeit erfordert, die gemäß dieser Faustregel etwa das Sechsfache des v_rms von Gasen beträgt Sie wollten behalten. Bei einer zu geringen Austrittsgeschwindigkeit entweichen über die Zeit Gase, leichtere Gase zuerst, was zu einer Verdünnung der Atmosphäre und einer zeitabhängigen Zusammensetzung führt. Aber das könnte geologische Ewigkeiten dauern. Jeder bestimmte Verlustprozess könnte so langsam sein, dass er leicht durch den Prozess wieder aufgefüllt werden könnte, mit dem die Astronauten die Atmosphäre erzeugten. Wenn ein Teil dieses Prozesses eine Bombardierung durch Kometen wäre (hauptsächlich wegen ihres Wassergehalts), müsste man vorsichtig sein, da eine solche außerplanetare Bombardierung auch die Atmosphäre eines Planeten sehr schädigen könnte.
Die Schwerkraft ist ein wichtiger Faktor dafür, dass Planeten über Äonen Atmosphären erhalten. Aber es gibt noch andere Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, um die Volatilität einer Atmosphäre zu berücksichtigen.
Sonnenwind ist der Hauptfaktor für die Erosion jeder Atmosphäre. Aber ein gesundes Magnetfeld kann den größten Teil der Sonnenstrahlung ablenken und die Erosion verringern. In letzter Zeit wurde diskutiert, ob Exomonde von Jupiterplaneten in bewohnbaren Zonen ihrer Wirtssterne Atmosphären aufrechterhalten könnten: Solche Monde sind höchstwahrscheinlich gezeitengebunden, daher wird nicht erwartet, dass ihre Magnetfelder hoch sind, aber ihre Wirtsplaneten werden wahrscheinlich starke Strahlungsgürtel haben. Aber im Moment ist nicht klar, ob die Strahlungsgürtel die Atmosphäre schützen oder erodieren werden. Saturn hat eine harmlose Strahlung, also haben wir Titan, der eine Atmosphäre hat, die dicker ist als die der Erde
Ich denke, der Teufel steckt im Detail. Wenn beispielsweise der betreffende Himmelskörper weit von seinem Stern entfernt ist, seine Temperatur also sehr niedrig ist, ist es einfacher, Luft mit niedriger Temperatur um den Körper herum zu halten. Andererseits ist sehr kalte Luft ohnehin nicht atembar. Es gibt jedoch einen anderen Weg. Wenn die Astronauten so viel Luft in den Körper bringen können, warum ordnen sie dann nicht eine Membran um den Körper, um die Luft zu halten? Darüber hinaus brauchen sie die Membran nicht um den ganzen Körper herum, sie können sie nur über einem begrenzten Bereich anordnen, in dem sie leben möchten. Andererseits müssten sie eine solche Membran vor Meteoriten schützen... Ich denke also, dass sie viel tun können und viele Faktoren, die ihnen das Leben schwer machen könnten:-)
Der Mond hat 85 % der Schwerkraft von Titan (das eine dicke Kohlenwasserstoffatmosphäre hat), daher kann ich nicht für eine Sekunde glauben, dass seine Schwerkraft zu schwach ist, um eine lebensfähige Atmosphäre aufrechtzuerhalten.
Faktoren wie Sola-Winde, die die Atmosphäre aufgrund fehlenden Schutzes vor einem Magnetfeld abstreifen, sind eine gültige Erklärung, aber geringe Schwerkraft kann das nicht sein, da die Existenz von Titan dies widerlegt.
Die Schwerkraft eines Planeten hält die Atmosphäre an Ort und Stelle. Der Mond hat dazu nicht genug Masse / Schwerkraft. Wenn Sie Luft zum Mond bringen würden, gibt es so wenig Schwerkraft, dass die Luft einfach davonschweben würde.
Die Geschwindigkeit von Sauerstoff bei Raumtemperatur (293.000) beträgt 1720 km pro Stunde. Wenn also die Fluchtgeschwindigkeit des Mondes oder Planeten größer ist, haben Sie zumindest Sauerstoff. Wenn Sie etwas Stickstoff in der Mischung haben möchten, müssen Sie die Geschwindigkeit googeln, wie ich es für Sauerstoff getan habe;-)
N. Jungfrau
lurscher