質問: 飛行船のヘリウムや水素の代用に真空は使えますか? 物体内部をとにかく軽い物で満たせばよいわけですから、 ヘリウムの様に高価な物ではなく、 水素のように危険な物ではない、 真空にしてしまえば、お安く出来そうな気がしますが使えますか? また、空中に浮く機械に入れるガスに真空(若しくは、それに近い状態)を使うことは予算や強度を考えた場合どこまで実用的ですか? 見たことがないと言うことは、何らかの障害があると思うのですが、どう言った物が障害になっているのでしょうか?
回答: 確かに、飛行船や気球の中の気体が軽いほど、小さくても浮力があり、どんな気体よりも真空のほうが軽いです。そして真空はどうやっても、水素のように燃えたり爆発したりしません。 しかし、真空は地上付近の1気圧では物凄い力があります。 水を10mも吸い上げる力です。実際、昔々の実験で、ある程度の大きさの丈夫な鋼鉄製半球二つをぴったり合わせて、中を真空にしたところ、何頭もの馬が引っ張っても、外すことはできませんでした。 たとえば吸盤は、真空まで行きませんが、そういう気圧の差の力を利用して、非常に強力な吸着力があります。 かなり頑丈なドラム缶ですら、密閉して空気を抜いて行き、中を真空に近づけて行くと、見事なくらいぺっちゃんこに潰れます。 真空の力で潰れないような頑丈さを持ち、飛行船や気球でヘリウム(昔は水素も)を入れて浮力を得る部分を作る素材や構造の軽さ、その二つを同時に満たすような技術が、まだないのです。 そのため、水素のような燃えてしまうこともなく、何よりも軽い真空のほうがいいことは確かなのですが、それに近づけることしか行えません。 一つはヘリウムのように軽い気体を使うことです。水素の次に軽くて燃えないことから、現在の飛行船ではヘリウムが使われます。 もう一つはできるだけ気体の温度を上げてやることです。温度が高いほど、同じ容積の気体は軽くなります(分子数が減るため)。こちらは普通の空気を使う熱気球で使われています。