헬륨풍선은 지구 대기권 밖으로까지 날아갈수 있나요?

Question

안녕하세요. 헬륨풍선 같은 경우는 손에서 놓치면 떠서 하늘로 올라가게 되잖아요. 이런 풍선은 지구 대기권 밖으로까지 날아서 올라갈수 있나요?

Answer 1

안녕하세요.

헬륨 풍선은 손에서 놓으면 떠서 하늘로 올라가긴 하지만, 지구 대기권 밖으로 나가는 것은 불가능합니다. 헬륨 풍선이 상승하는 이유는 헬륨이 공기보다 가벼워 부력을 받기 때문입니다. 그러나 풍선이 더 높은 고도로 올라갈수록 대기가 점점 희박해지며, 이에 따라 풍선이 팽창하게 됩니다.
헬륨 풍선이 상승하면서 주변 대기의 압력은 점차 감소합니다. 이에 따라 풍선 내부의 헬륨 가스는 확장되며, 이는 풍선의 탄성 한계를 시험합니다. 대기가 희박해질수록 풍선의 팽창은 더욱 심해지며, 결국 풍선은 그 구조적 한계를 넘어서 파열하게 됩니다.
헬륨 풍선은 일반적으로 수천 미터 상공에서 파열합니다. 이는 풍선이 대기권 밖, 즉 우주 공간까지 도달하기에는 턱없이 부족한 높이입니다. 지구의 대기권은 약 100킬로미터 상공에서 시작하는데, 헬륨 풍선이 이 높이에 도달하기 전에 이미 파열되어 버립니다.
헬륨 풍선의 재질은 가볍고 탄력적이어야 하지만, 동시에 대기 중의 극한 환경(저온, 저압)을 견딜 수 있을 만큼 강도가 높지 않습니다. 따라서, 풍선이 고도를 더욱 높이려 할수록, 재질의 한계로 인해 파열의 위험이 증가합니다.