La mejor respuesta
Los globos de silicona existen. Hasta donde yo sé, se utilizan, al menos principalmente, en aplicaciones médicas (p. Ej., Angioplastia) ya que no son alergénicos y no causan muchas complicaciones en el cuerpo.
Si está Al preguntar sobre globos de juguete / decorativos, el desafío es simplemente que los globos de goma sin látex no se comportan de la misma manera que los globos de látex natural. Eso no significa que no sea posible realizarlos. He visto muestras experimentales de globos de caucho sin látex (no de silicona), pero hasta donde yo sé, nunca llegaron al mercado. No tenían el mismo aspecto ni sensación y, por lo tanto, no serían un reemplazo directo de los globos de fiesta que tenemos ahora. Pero ciertamente se pueden hacer.
Respuesta
Para simplificar, ignoremos el peso del revestimiento del globo: cuanto más grande es el globo, menos cuenta en comparación con el peso del gas contiene. Supongamos también que el globo es capaz de expandirse sin límites, de modo que la presión del gas interno sea siempre igual a la de la atmósfera circundante. Supongamos también que el material de recubrimiento no absorbe la luz solar, por lo que el sol no calienta el gas más que la atmósfera.
El globo se elevará “siempre que su masa sea menor que la masa de gas atmosférico desplazado por su presencia ”, que es otra forma de decir“ siempre que su densidad sea menor que la del gas atmosférico ”.
Suponiendo que i la ley del gas es válida para nuestro gas, entonces su densidad será proporcional a M * P / T, donde P es la presión, T es la temperatura en kelvin, M es la masa molar (que es una medida de la masa de una sola molécula de gas). Con nuestras suposiciones, P y T serían iguales para el gas y la atmósfera circundante, por lo tanto, el globo es menos denso que la atmósfera (y por lo tanto se elevará) si y solo si su masa molar es menor que la masa molar de la atmósfera en esa altura.
Aquí hay una gráfica de la composición atmosférica en función de la altura derivada del modelo NASA MSIE E-90 ( La composición de la atmósfera terrestre con Elevation es la fuente).
Si usaras helio puro, podrías llegar a altitudes cercanas a los 1000 km , gracias a que todavía hay algo de oxígeno que hace que la atmósfera allí sea más pesada. En altitudes muy elevadas, acercándose a los 1000 km, la atmósfera es básicamente helio, por lo que la única forma de obtener una masa molar menor es utilizando hidrógeno (en esas condiciones estaría en forma de gas monoatómico): con eso se podría llegar la misma capa superior de la atmósfera, donde la composición es básicamente hidrógeno.
Por lo tanto, no, ciertamente no podrías salir de la atmósfera, porque a medida que asciendas, eventualmente se compondrá de la sustancia más ligera existente.
Asumamos incluso salvajemente que podríamos llenar el globo literalmente sin nada y aún así mantenerlo inflado; entonces ya no podríamos ignorar la masa del recubrimiento, ya que sería la misma que la masa de todo el globo: así que hagamos el recubrimiento en sí con hidrógeno. Aún así, el globo alcanzaría la parte superior de la capa de hidrógeno de la atmósfera (el hecho de que contenga algo de vacío le otorga una densidad más baja que el hidrógeno mismo), pero aún permanecería allí, porque su masa distinta de cero implicaría atracción hacia tierra.