El balonska sonda ili stratosferski balon je balon koji se može kretati duž stratosfera za prikupljanje informacija o okolini. Stratosfera se nalazi na visini između 11 i 50 kilometara i tu se nalazi ozonski omotač. Jedinstvenost balona sonde je u tome što on služi kao naučnoistraživački alat zahvaljujući sposobnosti dugotrajnog stabilnog leta u velikom dijelu atmosfere. Ostala vozila kao što su avioni ili rakete za sonde ne mogu se zadržati dovoljno dugo u visini da bi mogla dobiti dovoljno informacija.
U ovom ćemo članku objasniti sve značajke, korisnost i kako koristiti balonsku sondu.
Glavne karakteristike
Rad ovog balona sonde zasnovan je na Arhimedovom principu. Iskorištava potisak prema gore koji vrši plin lakši od zraka. Kao obično, vodonik ili helij se koriste u dovoljnom omjeru da grijač možete proširiti u atmosferu. Ima sistem sa dvije glavne komponente: sam balon i takozvani letački voz u kojem se nalaze potrebni instrumenti za dobivanje informacija iz istrage.
Pogledajmo koje instrumente imate za dobivanje informacija:
- Ima mehanizam koji služi za odvajanje korisnog tereta.
- Ima padobranom da se mogu oporaviti i instrumenti malo po malo i bez oštećenja.
- Ima komunikacijski sistem za koji mogu trenutno primati i slati naredbe zemaljsku kuglu, kao i instrumente na brodu.
- Njegov telemetrijski sistem sposoban je s velikom preciznošću izmjeriti visinu, temperaturu, pritisak i položaj cijelog sistema na bilo kojoj visini.
- Ima pasivni reflektor poput radara.
- Ima razne mehanizme za odabir balasta.
- Njegov glavni izvor napajanja su baterije i, za duža putovanja, solarni paneli.
Ovisno o prirodi opažanja, korisni teret se obično smješta u strukturu kontejnera koja se naziva gondola. Gondola se prvenstveno može koristiti za zaštitu mjernih instrumenata. Ovo vjenčanje odgovorno je za ublažavanje udara pri slijetanju ili je korisno kao ugradnja vrlo preciznih mehanizama za usmjeravanje ili kontejnera pod pritiskom.
Vrste balonskih sondi
Postoje brojne vrste balonskih katetera ovisno o glavnom cilju. Osim sorti koje postoje u obliku, veličini, materijalu ili načinu izrade, mi ćemo se ograničiti na podjelu vrsta balona za sonde prema njihovoj funkcionalnosti. Postoje otvoreni i zatvoreni baloni sonde.
Baloni s otvorenom sondom poznati su i pod nazivom nulti pritisak. Njihov donji dio je otvoren na takav način da se, kada se plin digne, širi sve dok ne postigne stanje ravnoteže između vanjskog i unutarnjeg pritiska. Svako povećanje unutrašnjeg pritiska usled zagrevanja proizvedenog od sunca automatski se nadoknađuje prirodnim odzračivanjem plina iz donjeg dela ili odzračnim cijevima pričvršćenim za njega.
Baloni sa zatvorenom sondom su oni koji su poznati pod nazivom supertlak. To su odjeljci koji su potpuno zatvoreni i nepropusni za vodu koji ne dopuštaju ulazak zraka ili izlazak plina. Kada dođe do povećanja unutrašnjeg pritiska tokom uspona, to je podržano ojačanom ovojnicom balona. Ova ovojnica se može proširiti na takav način da dosegne maksimalnu točku i uđe u stanje ravnoteže, sprečavajući sam rast.
Materijali i konstrukcija
Balon sonde izrađen je od različitih materijala plastične prirode. Jedan od njih je polietilen i drugi višeslojni sastavi sa različitim spojevima koji su od njih izvedeni. Obično se tretira filmovima debljine samo nekoliko mikrona. To ih čini izuzetno laganom i otpornom plastikom koja može podnijeti različite uvjete, iako je prilično osjetljiva u rukovanju.
Za proizvodnju ove vrste balona za sonde, razni segmenti gore spomenutog materijala se odrezuju i spajaju pomoću neke vrste topline s ljepilom koje je posebno proizvedeno za prekomjernu težinu balona. Gornji dio je pričvršćen i dodana je pločica od plastičnog materijala koja će služiti za postavljanje balona prije pokretanja ventila. To služi za omogućavanje istjecanja plina. Na dnu, postavljen je aluminijumski prsten koji ga zatvara, iako ne u potpunosti, a ostatak leta je zakačen.
Da bi se mogla izgraditi ova vrsta balona sonde, potrebna je ogromna infrastruktura koja ima velike radne prostore za rezanje i lijepljenje donjeg dijela. Trenutno je malo kompanija koje su sposobne da ih grade. Potrebna je približno zapremina blizu milion kubnih metara, a nakon završetka, imaju kompletnu površinu od polietilena od nekoliko hektara.
Lansiranje balona sonde
Glavni cilj faze lansiranja je da se postigne vertikalno podizanje bez oštećenja balona. Postoje razne tehnike lansiranja. Svaka od njih bitno varira u zavisnosti od infrastrukture na kojoj se nalazi. Moramo uzeti u obzir atmosferske prilike, vrsta korisnog tereta koji se prevozi i zapremina balona koji se lansira.
Ove vrste lansiranja svedene su na dvije vrste: statično lansiranje kod kojeg se položaj napuhanog balona podešava na takav način da prirodno leži na svom opterećenju. Dinamičko lansiranje je mjesto kada se lansirno vozilo koristi s teretom ispod balona dok se podiže kako bi mu se pristupilo.
Tijekom uspona balona počinje se puniti brzinom povezanom s težinom garniture i dodatnom količinom plina koja mjehur se ubrizgava tijekom napuhavanja što se naziva slobodni impuls. Najopasniji dio leta je onaj gdje stigne do tropopauze. Ovdje postoji temperaturna inverzija koja može izazvati neke kvarove kod vukova.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o balonu sonde.