本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
这是《大众科学》办公室里那种能激发我们对话的疯狂想法。一切都始于我的同事迈克尔·莫耶开的一个玩笑，说某位政治家可以用气球建造他的月球基地：只需收集热空气，然后一路飘上去。哈哈，我们都知道气球在外太空是没用的。
但事实真是如此吗？为什么它们不能在外太空飞行呢？
我越想越困惑，所以让我把它当作一个试探性的想法提出来，看看你们能不能把它推翻。基本规则：不允许模棱两可地诉诸“可行性”或“实用性”。你必须从纯粹的物理学的角度来论证。
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使太空气球成为可能的是，太空并非真正的真空。即使是星系际空间也充满了物质，尽管很稀薄；以它的标准来看，地球延伸的大气层是一片浓汤。只要气球内部的密度低于周围环境的密度，它就应该上升——无论周围环境的压力有多低。阻力会限制气球的上升速度，但不应该完全阻止它，并且可以通过选择长椭圆形而不是球形来最大限度地减少阻力。
随着气球的上升，它会与周围环境的压力和密度成反比地膨胀（忽略温度）。在发射时，内部和外部压力相等，内部密度较低；在上升过程中，压力保持均衡，因此内部密度将始终小于周围环境的密度。忽略温度可能不是一个糟糕的近似值：绝对温度最多变化几个数量级，而压力和密度的下降幅度更大，而且在任何情况下，我们都可以包括一位政治家来调节内部和外部之间的温差。
材料的张力会与半径成正比地增加。它的单位是力，自然界中可能的最大力，普朗克力是1044牛顿，所以气球可以比已知宇宙还要大，然后才会绝对破裂。气球壁会变得非常薄且多孔，但由于面积和体积的缩放比例，它们应该始终能够容纳气体。
底线：如果你在地面上放飞一个氦气球，它应该会永远上升！它会漂浮到地球大气层与行星际介质交汇的地方，然后漂浮出太阳系，然后到达星际空间，像超新星吹出的气泡一样漂浮出银河系的平面，最终落在大尺度宇宙结构的空隙中。
除非我遗漏了什么，否则气球天生不能在太空中工作的说法是无稽之谈。限制因素不是物理学，而是材料强度和渗透性等微不足道的工程问题。另一个需要注意的是，气体动力学定律假设了一个连续体，这种近似在地球的上层大气中就已经失效了。
现在，有人来告诉我我遗漏了什么。
图片来源：NASA/ARCADE/Roen Kelly