El مسبار البالون أو بالون الستراتوسفير هو بالون قادر على التحرك على طول الستراتوسفير للحصول على معلومات حول البيئة. يقع الستراتوسفير على ارتفاع يتراوح بين 11 و 50 كيلومترًا حيث توجد طبقة الأوزون. إن ما يميز بالون المسبار هو أنه يعمل كأداة بحث علمي بفضل قدرته على أداء رحلات جوية مستقرة لفترة طويلة في جزء كبير من الغلاف الجوي. لا يمكن للمركبات الأخرى مثل الطائرات أو صواريخ المسبار أن تظل مرتفعة بما يكفي لفترات زمنية للحصول على معلومات كافية.
سنشرح في هذه المقالة جميع الميزات والمرافق وكيفية استخدام مسبار البالون.
الملامح الرئيسية
يعتمد تشغيل بالون المسبار هذا على مبدأ أرخميدس. إنه يستفيد من الدفع الصاعد الذي يمارسه غاز أخف من الهواء. كل عادة، يستخدم الهيدروجين أو الهليوم بنسب كافية بحيث يمكنك توسيع المدفأة في الغلاف الجوي. يحتوي على نظام مكون من عنصرين رئيسيين: البالون نفسه وما يسمى بقطار الطيران حيث توجد الأدوات اللازمة للحصول على معلومات من التحقيق.
دعونا نرى ما هي الأدوات التي لديك للحصول على المعلومات:
- لديها آلية تعمل على فصل الحمولة.
- لديها المظلة لتكون قادرة على التعافي والأدوات شيئًا فشيئًا ودون إتلافها.
- لديها نظام اتصالات لتكون قادرة على استقبال ونقل الأوامر على الفور لكليهما العالم وكذلك الأدوات الموجودة على متن الطائرة.
- نظام القياس عن بعد قادر على قياس ارتفاع ودرجة حرارة وضغط وموضع النظام بأكمله بدقة كبيرة في أي ارتفاع.
- لديها عاكس سلبي مثل الرادار.
- لديها آليات مختلفة لاختيار الصابورة.
- مصدر الطاقة الرئيسي هو البطاريات ، وللرحلات الطويلة ، الألواح الشمسية.
اعتمادًا على طبيعة الملاحظات ، يتم وضع الحمولة عادة في هيكل حاوية يسمى الجندول. يمكن استخدام الجندول بشكل أساسي لحماية أدوات القياس. هذا العرس مسؤول عن تخفيف التأثير عند الهبوط أو مفيد كدمج لآليات تأشير دقيقة للغاية أو حاويات مضغوطة.
أنواع مسبار البالون
هناك أنواع عديدة من القسطرة البالونية حسب الهدف الرئيسي. بصرف النظر عن الأصناف الموجودة من حيث الشكل أو الحجم أو المادة أو طريقة البناء ، سنقتصر على تقسيم أنواع بالونات المسبار وفقًا لوظائفها. توجد بالونات مسبار مفتوحة ومغلقة.
تُعرف أيضًا بالونات المجس المفتوح باسم الضغط الصفري. الجزء السفلي منها مفتوح بحيث يتمدد عندما يرتفع الغاز حتى يصل إلى حالة التوازن بين الضغط الخارجي والضغط الداخلي. أي زيادة في الضغط الداخلي بسبب التسخين الناتج عن الشمس ، يتم تعويضها تلقائيًا عن طريق التنفيس الطبيعي للغاز من الجزء السفلي منه أو عن طريق أنابيب التهوية المرفقة به.
البالونات ذات المسبار المغلق هي تلك المعروفة باسم الضغط الفائق. هذه مقصورات مغلقة تمامًا ومقاومة للماء ولا تسمح بدخول الهواء أو خروج الغاز. عندما يكون هناك زيادة في الضغط الداخلي أثناء الصعود يتم دعمه بواسطة غلاف مقوى للبالون. هذا الظرف قادر على التمدد بطريقة تصل إلى أقصى نقطة ويدخل في حالة توازن ، مما يمنع نفسه من الارتفاع.
المواد والبناء
بالون المجس مصنوع من مواد مختلفة ذات طبيعة بلاستيكية. واحد منهم هو البولي إيثيلين والتركيبات الأخرى متعددة الطبقات بمركبات مختلفة مشتقة منها. عادة ما يتم معالجته بأفلام لا يتجاوز سمكها بضعة ميكرونات. وهذا يجعلها بلاستيكية خفيفة ومقاومة للغاية يمكنها تحمل الظروف المختلفة ، على الرغم من أنها حساسة للغاية في التعامل معها.
لتصنيع هذا النوع من بالون المجس ، يتم قطع مقاطع مختلفة من المواد المذكورة أعلاه ويتم ربطها ببعضها البعض بواسطة نوع من الحرارة باستخدام مادة لاصقة تم تصنيعها خصيصًا لإبحار الكثير من الوزن إلى البالون. يتم توصيل الجزء العلوي ويتم إضافة صفيحة من مادة بلاستيكية تعمل على تركيب البالون قبل إطلاق الصمام. هذا يساعد على السماح للغاز بالهروب. في الأسفل، يتم وضع حلقة من الألومنيوم تغلقها ، وإن لم يكن بالكامل ، وبقية قطار الرحلة مدمن مخدرات.
لتكون قادرًا على بناء هذا النوع من بالون المجس ، يلزم وجود بنية تحتية ضخمة بها مساحات عمل كبيرة لقطع ولصق الجزء السفلي من الجسم. يوجد حاليًا عدد قليل من الشركات القادرة على بنائها. يأخذ حجم ما يقرب من مليون متر مكعب ، وبمجرد الانتهاء ، لها مساحة كاملة من البولي إيثيلين تبلغ عدة هكتارات.
إطلاق بالون المجس
الهدف الرئيسي من مرحلة الإطلاق هو أن تكون قادرًا على تحقيق رفع رأسي دون الإضرار بالبالون. هناك العديد من تقنيات الإطلاق. يختلف كل واحد منهم بشكل أساسي حسب البنية التحتية التي يقع فيها. يجب أن نأخذ في الاعتبار الظروف الجوية ، نوع الحمولة التي سيتم نقلها وحجم البالون الذي سيتم إطلاقه.
يتم تقليل هذه الأنواع من الإطلاق إلى نوعين: إطلاق ثابت يتم فيه ضبط موضع البالون المنفوخ بطريقة تجعله يستقر بشكل طبيعي على حمولته. الإطلاق الديناميكي ، حيث يتم استخدام مركبة الإطلاق مع الحمولة الموجودة أسفل البالون أثناء رفعها للوصول إليها.
أثناء صعود البالون ، يبدأ الشحن بسرعة مرتبطة بوزن المجموعة وكمية الغاز الإضافية التي يتم حقن الفقاعة أثناء التضخم وهو ما يسمى بالاندفاع الحر. أخطر جزء من الرحلة هو الجزء الذي تصل فيه إلى التروبوبوز. هذا هو المكان الذي يوجد فيه انعكاس في درجة الحرارة يمكن أن يسبب بعض الإخفاقات في الذئاب.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن بالون المجس.