Насколько мне известно, это кажется вполне пригодным для дыхания: гелий, ксенон и другие благородные газы не склонны ни с чем взаимодействовать (отсюда и «благородные»), и поэтому единственные проблемы, которые они вызывают, связаны с тем, что они вытесняют другие вещества. Например, человек может дышать 100-процентным гелием, не вызывая никаких проблем со здоровьем — проблема в 0-процентном кислороде.

Однако вашей планете потребуется более сильная гравитация, чем на Земле, чтобы удерживать гелий в атмосфере. Земная гравитация недостаточно сильна, чтобы удерживать водород и гелий, поэтому со временем они рассеются в космосе. (Сегодня мы получаем гелий в результате деления ядер, происходящего глубоко под землей, а водород — в результате разрушения воды, а не извлекая их из атмосферы.)

Вам также понадобится CO₂ для использования растениями, но это подпадает под «другое» (и вам не нужно очень много). И вы, вероятно, тоже хотите немного водяного пара, но это не влияет напрямую на его воздухопроницаемость.

Учитывая, что вы увеличили атмосферное давление, небольшое падение O2 не будет проблемой для дыхания, но ваша проблема в этой смеси не гелий; это ксенон.

Гелий пользуется плохой репутацией, потому что некоторые люди делают с ним глупые вещи; ради забавы. Да, вдыхание гелия в больших количествах заставляет ваши голосовые связки вибрировать быстрее, потому что он менее плотный, чем обычная атмосфера, поэтому вы звучите как бурундук. Проблема в том, что вам нужен O2 в воздухе, чтобы выжить. Вдыхая огромное количество чистогогелий удушает вас, потому что вы не получаете O2 при его вдыхании. Тем не менее, небезопасно дышать, будучи частью атмосферы, и глубоководные дайверы на самом деле делают именно это; Heliox представляет собой газовую смесь O2 и He2 (вместо O2 и N2), потому что под давлением количество азота, которым вы вдыхаете, может сделать его токсичным. Погружение даже на относительно небольшую глубину в 30 м с использованием обычного воздуха приводит к так называемому азотному наркозу, и это влияет на ваше суждение и все такое, как алкоголь.

Ксенон, с другой стороны, также безопасен для дыхания в чистом виде, но у него есть один существенный недостаток; его можно использовать для образования множества различных соединений с O2, и многие из этих соединений токсичны для дыхания и очень экзотермичны, читаются как взрывоопасные.

В ответ на комментарии следует отметить, что эти соединения ОЧЕНЬ трудно образовать и содержат значительное количество фтора, больше, чем допустимо для следовых газов. Абзацы, относящиеся к этим реакциям, были удалены, однако остальная часть ответа остается в силе.

Однако ксенон оказывает наркотическое действие в чистом виде, точно так же, как азот в больших количествах, чем позволяет нормальное атмосферное давление. Ксенон примерно в 25 раз более наркотичен, чем азот, поэтому в количествах, перечисленных выше, ваши колонисты могут не очень хорошо функционировать, если вообще будут. Это было бы все равно, что жить в тумане анестетика, а ведь ксенон в анестезиологических целях в настоящее время не применяется в медицине только из-за его дороговизны.

Добавьте к этому, что вы имеете дело с газами с очень разной плотностью. Ксенон тяжелее обычного воздуха, гелий легче. Если в результате газы начнут разделяться (весьма вероятно), у вас действительно может быть удушающий слой на разных высотах, и, в частности, шахтные стволы могут быть очень опасными, так как со временем они заполнятся гораздо большим количеством ксенона, чем обычные газы.

Кроме того, чтобы иметь такое количество гелия в атмосфере в стабильной форме, у вас, вероятно, много незащищенного разлагающегося урана. Итак, хотя у вас в избытке гелий, у вас также есть радиация.

Учитывая все обстоятельства, я не уверен, что эта атмосферная модель стабильна или безопасна. Настоящая проблема не в гелии, а в способе его создания. У ксенона противоположная проблема, поскольку он не опасен в чистом виде, но то, чем он становится , может быть.

Моя рекомендация? Пусть ваши колонисты будут носить антирадиационные скафандры, пока они не проведут более полное исследование атмосферы. Береженого Бог бережет.

тл; ДР -> Нет

Эта атмосфера смертельна для человека.

Парциальное давление кислорода слишком низкое: 11 кПа против 21 кПа (нормальное) против 16 кПа (минимально безопасное) против 13,3 кПа ( гипоксия ).
Это потому, что у вас слишком большое парциальное давление гелия (66 кПа). И это потому, что гелий имеет слишком малую молекулярную массу (4) по сравнению с кислородом (32), что значительно увеличивает ценность гелия.

Вы можете решить эту проблему: увеличив процентное содержание кислорода (значительно), уменьшив процентное содержание гелия (также значительно), увеличив атмосферное давление (опять же сильно) или заменив гелий более тяжелым веществом (отлично!).

Могу ли я предложить заменить гелий на аргон ? Это поднимет кислород с 11 кПа до 22 кПа, что сделает его буквально идеальным. Самое приятное то, что 13 кПа аргона не вызовет негативных эффектов, а азот 86 кПа будет близок к азотному наркозу , но не вызовет его!

Наконец, ксенон не смертелен в таком количестве, но помните, что он тяжелый. Без ветра он может случайно осесть на равнину или долину и всех задушить.

Длинная версия

Сначала я рассчитаю ваше атмосферное парциальное давление:

Вы сказали$1.22\text{ atm}$но мне не нравится атмосферная мера, поэтому я переведу их в килопаскали:

$$1.22\text{ atm} \times 101.325 \text{ kPa} = 122.3965 \text{ kPa}$$

Кроме того, поскольку я не знаю, что это$0.12\%$«другие элементы», я предполагаю, что это больше азота.

$$\begin{array}{|cr|r|cc|c|} \hline \text{Chemical} & \text{Percent} & \text{gr/mol} & \text{Mols} & \text{Fractal Mol} & \text{Partial Pressure (kPa)} \\ \hline \text{N}_2 & 66.12\% & 28.0134 & 2.3602 & 0.3616 & 44.2617\\ \text{O}_2 & 19.42\% & 31.9988 & 0.6068 & 0.0929 & 11.3809 \\ \text{He} & 14.24\% & 4.0026 & 3.5501 & 0.5439 & 66.5753 \\ \text{Xe} & 1.25\% & 131.293 & 0.0095 & 0.0014 & 0.1785 \\ \hline \text{Total} & 100\% & - & 6.5269 & 1 & 122.3965\text{ kPa} \\ \hline \end{array}$$

Теперь давайте начнем анализировать!:

• Хорошее значение азота! Азот может вызвать азотный наркоз , но только при высоких значениях. Вы будете в полном порядке.
• Предупреждение! Летальное (низкое) значение кислорода: Ваше парциальное давление кислорода$11.38 \text{ kPa}$в то время как наше текущее парциальное давление$21 \text{ kPa}$.
  Люди могут выжить при значениях ниже нормы, но они не будут счастливы.
  Однако минимальное безопасное парциальное давление O ₂ составляет$16 \text{ kPa}$, и значения ниже$13.3\text{ kPa}$смертельны.
  Так что ваши люди умрут от гипоксии .
  В этом ответе я объясняю симптомы гипоксии, в основном это: утомляемость , онемение /покалывание конечностей, тошнота , аноксия, атаксия , спутанность сознания/дезориентация/ галлюцинации /изменение поведения, сильные головные боли /снижение уровня сознания, отек диска зрительного нерва , одышка , бледность , тахикардия и легочная гипертензия , в конечном итоге приводящие к поздним признакам цианоза ,замедление сердечного ритма / легочное сердце и низкое кровяное давление с последующей смертью.
  Другими словами, мучительная и медленная смерть.
• Немного рискованный и забавный гелий:
  стоимость гелия не слишком высока, поэтому я не думаю, что это будет проблемой, но на всякий случай я написал немного информации:
  • Гелий и голос : более высокие резонансные частоты, вызванные газом (см. ссылку, чтобы узнать, как это сделать), вызывают изменение тембра, что приводит к пронзительному, утиному вокалу.
  • Удушающий газ гелий : чрезмерное вдыхание гелия может быть опасным, поскольку гелий является простым удушающим средством и поэтому вытесняет кислород, необходимый для нормального дыхания. Обратите внимание, что только при$14.24\%\text{ He}$Я не уверен, может ли это быть смертельным само по себе (в сочетании с вашим низким значением кислорода это сделает вашу смерть немного быстрее, потому что уменьшит кислород в ваших легких).
  • Гелиевая наркопсия : я мало что знаю об этом, но я совершенно уверен, что вы не будете страдать от гелиевой наркоппсии, потому что у вас значительное количество гелия, но не такое высокое (гелий — один из благородных газов с меньшей «силой наркопсии»). ").
• Интересные эффекты ксенона:
  у вас не так много ксенона, поэтому этот эффект почти не заметен. Однако помните, что ксенон — самая тяжелая субстанция вашей атмосферы. При отсутствии ветра (например , между горами или в понижениях местности) Хе может стекать в нижнюю часть атмосферы, опасно увеличивая свое процентное содержание, а кислород может подниматься в верхнюю часть. Это может быть смертельным (но очень редко). Здесь я написал, какая проблема может возникнуть в той или иной ситуации.
  • Ксенон и голос : Ксенон медленнее вибрирует в голосовых связках при выдохе и производит более низкие тона голоса, эффект, противоположный высокому тону голоса, производимому гелием. У вас не так много ксенона, поэтому он не будет заметен, но если вы поднимете его, смесь He и Xe эффекта будет довольно интересной.
  • Ксенон сам по себе не токсичен : ксенон нетоксичен, хотя он растворяется в крови и принадлежит к избранной группе веществ, которые проникают через гематоэнцефалический барьер , вызывая хирургическую анестезию от легкой до полной при вдыхании в высоких концентрациях с кислородом.
  • Ксеноновая анестезия : ксенон использовался в качестве общего анестетика , я думаю (нужна цитата), что 30% Xe используется как анестетик.
    Плотные газы, такие как ксенон, можно безопасно вдыхать, если они смешаны как минимум с 20% кислорода, к сожалению, у вас гораздо меньше кислорода (помните свое парциальное давление). Ксенон в концентрации 80% вместе с 20% кислорода быстро вызывает потерю сознания при общей анестезии.
  • Ксенон удушающий газ : Подобно аргону и другим инертным газам, он может быть удушающим газом, потому что он имеет больший вес, чем О ₂ , и может заполнить поверхность планеты 100% инертным газом (О ₂ будет летать вверх).

Теперь, когда вы прочитали все мои длинные объяснения, пожалуйста, прочитайте мою часть TL;DR, там есть объяснение того, что происходит.

Если вы последуете моему предложению, это будет ваша новая атмосфера:

$$\begin{array}{|cr|r|cc|c|} \hline \text{Chemical} & \text{Percent} & \text{gr/mol} & \text{Mols} & \text{Fractal Mol} & \text{Partial Pressure (kPa)} \\ \hline \text{N}_2 & 66.12\% & 28.0134 & 2.3602 & 0.7082 & 86.6911\\ \text{O}_2 & 19.42\% & 31.9988 & 0.6068 & 0.1821 & 22.2906\\ \text{Ar} & 14.24\% & 39.948 & 0.3557 & 0.1067 & 13.064 \\ \text{Xe} & 1.25\% & 131.293 & 0.0095 & 0.0028 & 0.3496 \\ \hline \text{Total} & 100\% & - & 3.3324 & 1 & 122.3965\text{ kPa} \\ \hline \end{array}$$

• Азот: Высокий, но не такой высокий! Вы не будете страдать азотным наркозом .
• Кислород: Одно слово: Идеально.
• Аргон: тяжелее кислорода, поэтому всегда существует риск удушья в местах без циркуляции воздуха, но его очень трудно найти на планете.
• Ксенон: Так же, как и раньше, по-прежнему не представляет реальной опасности.

Давайте рассмотрим пошаговый подход. К счастью для вас, есть много информации о различном воздействии различных комбинаций газов на организм человека, большая часть которой так или иначе связана с подводным плаванием с аквалангом.

1,22 атмосферы

Это около 17 фунтов на квадратный дюйм.

66% азота

Это не представляет существенной проблемы. Атмосфера Земли уже примерно на 70% состоит из азота, так что это не так уж далеко от нормы. Существует состояние, называемое «азотным наркозом» (см. ксенон), но при температуре ниже 2 атмосфер едва ли заметны какие-либо эффекты.

19,42% кислорода

Длительное воздействие кислорода при повышенном парциальном давлении приводит к тому, что с вашим телом происходит много плохих вещей.

Обычно более экстремальные эффекты возникают при очень высоких концентрациях кислорода и давлении, в несколько раз превышающем нормальное. Однако ваши колонисты всегда будут подвергаться воздействию большего количества кислорода, чем им нужно. Последствия вдыхания такой смеси на всю жизнь трудно исследовать, но некоторые последствия отравления кислородом (повреждение сетчатки, гормональные нарушения и т. д.) можно предвидеть.

14,21% гелия

Гелий очень легкий. Если только ваша планета не имеет гораздо более высокой гравитации, весь ваш гелий улетит в космос. Даже если бы гелий остался, он был бы наиболее сконцентрирован в верхних слоях атмосферы и в любом случае не оказывал бы много интересного воздействия на людей.

Однако тот факт, что ваша атмосфера смешана неравномерно, будет означать, что путешествие на большие высоты будет опасным, потому что после определенного момента воздух не сможет поддерживать человеческую жизнь.

1,25% ксенон

Эта часть вызывает проблемы. Ксенон значительно тяжелее земного воздуха и опустится на дно атмосферы. Ксенон является инертным газом и не реактивен, но будет действовать как наркотик при более высокой концентрации (и особенно при повышенном давлении). Цитирую Википедию:

Благородные газы аргон, криптон и ксенон являются более наркотическими, чем азот, при данном давлении, а ксенон обладает такой высокой анестезирующей активностью, что его можно использовать в качестве анестетика при концентрации 80% и нормальном атмосферном давлении.

Хотя 1% ксенона может показаться разумным, помните, что ваша атмосфера имеет заметно более высокое давление, чем земное, и что ваши колонисты всегда будут дышать этим воздухом. Без какого-либо другого источника воздуха вашим колонистам было бы довольно сложно нормально функционировать.

В целом, ксенон оказывает много интересных эффектов на организм человека. На его специальной странице в Википедии есть еще много информации.