El балонна сонда или стратосферният балон е балон, способен да се движи по стратосфера за улавяне на информация за околната среда. Стратосферата се намира на височина между 11 и 50 километра и е мястото, където се намира озоновият слой. Уникалността на балона на сондата е, че той служи като инструмент за научни изследвания, благодарение на способността да извършва стабилни полети за дълго време в голяма част от атмосферата. Други превозни средства като самолети или ракети със сонди не могат да останат достатъчно високи за периоди от време, за да получат достатъчно информация.
В тази статия ще обясним всички функции, полезност и как да използваме балонната сонда.
ключови характеристики
Работата на този балон на сондата се основава на принципа на Архимед. Той се възползва от тласъка нагоре, упражняван от газ, който е по-лек от въздуха. Както обикновено, водород или хелий се използва в достатъчно съотношение, за да можете да разширите нагревателя в атмосферата. Той има система с два основни компонента: самия балон и така наречения полетен влак, където са разположени необходимите инструменти за получаване на информация от разследването.
Нека да видим какви инструменти имате, за да получите информация:
- Той има механизъм, който служи за разделяне на полезния товар.
- Той има a парашут, за да може да се възстановява и инструменти малко по малко и без да го повреди.
- Той има комуникационна система, за да може да получава и предава команди незабавно и за двете земното кълбо, както и инструментите на борда.
- Неговата телеметрична система е способна да измерва с голяма точност височината, температурата, налягането и положението на цялата система на всяка височина.
- Той има пасивен рефлектор като радар.
- Той има различни механизми за избор на баласт.
- Основният му източник на енергия са батерии и за по-дълги пътувания слънчеви панели.
В зависимост от естеството на наблюденията полезният товар обикновено се поставя в контейнерна структура, наречена гондола. Гондолата може да се използва предимно за защита на измервателните уреди. Тази сватба е отговорна за смекчаване на въздействието при кацане или е полезна като включване на много прецизни насочващи механизми или контейнери под налягане.
Видове балонна сонда
Съществуват множество видове балонни катетри в зависимост от основната цел. Освен разновидностите, които съществуват по отношение на формата, размера, материала или метода на изработка, ще се ограничим до разделянето на видовете балони със сонда според тяхната функционалност. Има отворени и затворени балони със сонда.
Балоните с отворена сонда са известни и под името нулево налягане. Долната им част е отворена по такъв начин, че когато газът се издигне, той се разширява, докато достигне състояние на равновесие между външното и вътрешното налягане. Всяко повишаване на вътрешното налягане поради нагряването, произведено от слънцето, се компенсира автоматично чрез естественото изпускане на газа от долната му част или чрез вентилационни тръби, прикрепени към него.
Балоните със затворена сонда са тези, които са известни с името на свръхналягане. Това са отделения, които са напълно затворени и водонепропускливи, които не позволяват на въздуха да влезе или газът да излезе. Когато има повишаване на вътрешното налягане по време на изкачване, то се поддържа от подсилената обвивка на балона. Тази обвивка може да се разшири по такъв начин, че да достигне максималната точка и да влезе в състояние на равновесие, предотвратявайки себе си да се издигне.
Материали и конструкция
Балонът на сондата е конструиран от различни материали с пластмасова природа. Един от тях е полиетилен и други многослойни състави с различни съединения, получени от тях. Обикновено се обработва с филми с дебелина само няколко микрона. Това ги прави изключително леки и устойчиви пластмаси, които могат да издържат на различни условия, въпреки че са доста деликатни при работа.
За производството на този тип балон-сонда се изрязват различни сегменти от гореспоменатия материал и те се съединяват чрез някакъв вид топлина с лепило, което е специално произведено, за да плава твърде много тегло към балона. Горната част е прикрепена и е добавена пластмасова плоча, която ще служи за монтиране на балона преди пускане на клапана. Това служи за позволяване на газта да изтече. На дъното, поставен е алуминиев пръстен, който го затваря, макар и не напълно, а останалата част от полетния влак е закачена.
За да може да се изгради този тип балон на сондата, се изисква огромна инфраструктура, която разполага с големи работни пространства за рязане и залепване на дъното. В момента има малко компании, които са в състояние да ги построят. Отнема приблизително обем близо милион кубически метра и след като завърши, имат цялостна полиетиленова площ от няколко хектара.
Изстрелване на балона на сондата
Основната цел на фазата на изстрелване е да може да се постигне вертикално повдигане, без да се повреди балонът. Има различни техники за изстрелване. Всеки от тях варира съществено в зависимост от инфраструктурата, където се намира. Трябва да вземем предвид атмосферните условия, вида полезен товар, който трябва да се транспортира, и обемът на балона, който ще бъде изстрелян.
Тези видове изстрелване се свеждат до два типа: статично изстрелване, при което положението на надутия балон се регулира по такъв начин, че той естествено да стои върху товара си. Динамичното изстрелване е, при което ракета-носител се използва с товара под балона, докато се вдига, за да го накара да вземе достъп.
По време на изкачването на балона той започва да се зарежда със скорост, свързана с теглото на комплекта и допълнителното количество газ, което балонът се инжектира по време на надуване, което се нарича свободен импулс. Най-опасната част от полета е тази, когато достига тропопаузата. Това е мястото, където има температурна инверсия, която може да причини някои неуспехи във вълците.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за балона на сондата.