El balónová sonda nebo stratosférický balón je balón schopný pohybu podél stratosféra zachytit informace o životním prostředí. Stratosféra se nachází ve výšce mezi 11 a 50 kilometry a nachází se zde ozonová vrstva. Jedinečnost balónu sondy spočívá v tom, že slouží jako nástroj vědeckého výzkumu díky schopnosti provádět stabilní lety po dlouhou dobu ve velké části atmosféry. Jiná vozidla, jako jsou letadla nebo rakety sondy, nemohou zůstat dostatečně dlouho na výšku, aby byla schopna získat dostatek informací.
V tomto článku vysvětlíme všechny funkce, užitečnost a použití balónkové sondy.
Hlavní charakteristiky
Fungování tohoto balónu sondy je založeno na Archimédově principu. Využívá výhody tahu vzhůru vyvíjeného plynem, který je lehčí než vzduch. Jako obvykle, vodík nebo hélium se používá v dostatečném poměru, abyste mohli rozpínat ohřívač v atmosféře. Má systém se dvěma hlavními složkami: samotný balón a takzvaný letový vlak, kde jsou umístěny nástroje potřebné k získání informací z vyšetřování.
Podívejme se, jaké nástroje máte k získání informací:
- Má mechanismus, který slouží k oddělení užitečného zatížení.
- Má padák, aby se mohl vzpamatovat a nástroje kousek po kousku a bez poškození.
- Má komunikační systém, který umožňuje okamžitě přijímat a vysílat příkazy pro zeměkouli i nástroje na palubě.
- Jeho telemetrický systém je schopen s velkou přesností měřit výšku, teplotu, tlak a polohu celého systému v jakékoli výšce.
- Má pasivní reflektor jako radar.
- Má různé mechanismy pro výběr zátěže.
- Jeho hlavním zdrojem energie jsou baterie a pro delší cesty solární panely.
V závislosti na povaze pozorování je užitečné zatížení obvykle umístěno do kontejnerové struktury zvané gondola. Gondolu lze použít především k ochraně měřicích přístrojů. Tato svatba je zodpovědná za zmírnění dopadu při přistání nebo je užitečná jako začlenění velmi přesných zaměřovacích mechanismů nebo tlakových nádob.
Druhy balónkové sondy
Existuje mnoho typů balónkových katétrů v závislosti na hlavním cíli. Kromě odrůd, které existují z hlediska tvaru, velikosti, materiálu nebo konstrukční metody, se omezíme na dělení typů sondových balónků podle jejich funkčnosti. Existují otevřené a uzavřené balónky sondy.
Otevřené balónky sondy jsou známé také pod názvem nulový tlak. Jejich spodní část je otevřená takovým způsobem, že když plyn stoupá, expanduje, dokud nedosáhne stavu rovnováhy mezi vnějším a vnitřním tlakem. Jakékoli zvýšení vnitřního tlaku v důsledku ohřevu vytvářeného sluncem je automaticky kompenzováno přirozeným odvětráním plynu z jeho spodní části nebo odvětráváním trubek k němu připojených.
Uzavřené balónky sondy jsou ty, které jsou známé pod názvem supertlak. Jedná se o oddíly, které jsou zcela uzavřené a vodotěsné, které neumožňují vstup vzduchu nebo únik plynu. Když během výstupu dojde ke zvýšení vnitřního tlaku, je podporováno vyztuženou obálkou balónu. Tato obálka je schopna se rozpínat takovým způsobem, že dosáhne maximálního bodu a vstoupí do rovnovážného stavu, aby se nemohla zvednout.
Materiály a konstrukce
Balónek sondy je vyroben z různých materiálů plastické povahy. Jedním z nich je polyethylen a další vícevrstvé kompozice s různými sloučeninami z nich odvozenými. Obvykle se zpracovává filmy o tloušťce jen několik mikronů. Díky tomu jsou extrémně lehké a odolné plasty, které vydrží různé podmínky, i když jsou velmi jemné při manipulaci.
Pro výrobu tohoto typu balónku sondy jsou různé segmenty výše uvedeného materiálu rozřezány a spojeny dohromady nějakým druhem tepla s lepidlem, které je speciálně vyrobeno tak, aby balón přeletělo příliš velkou váhu. Horní část je připevněna a je přidána deska z plastu, která bude sloužit k namontování balónu před spuštěním ventilu. To slouží k úniku plynu. Na dně, je umístěn hliníkový kroužek, který jej uzavírá, i když ne úplně, a zbytek letového vlaku je zahnutý.
Aby bylo možné postavit tento typ balónku sondy, je nutná obrovská infrastruktura, která má velké pracovní prostory pro řezání a lepení podvozku. V současné době existuje několik společností, které jsou schopné je vybudovat. Trvá přibližně objem blízký milionu metrů krychlových a po dokončení mají kompletní polyethylenový povrch o rozloze několika hektarů.
Vypuštění balónu sondy
Hlavním cílem fáze vypuštění je dosáhnout vertikálního zdvihu bez poškození balónu. Existují různé techniky spouštění. Každý z nich se zásadně liší v závislosti na infrastruktuře, kde se nachází. Musíme vzít v úvahu atmosférické podmínky, typ nákladu, který má být přepraven, a objem balónu, který má být vypuštěn.
Tyto typy vystřelení se sníží na dva typy: statické vystřelení, při kterém je poloha nafouknutého balónu upravena tak, aby přirozeně seděl na svém nákladu. Dynamický start je místo, kde se používá nosná raketa s břemenem pod balónem při zvedání, aby se dostala k přístupu.
Během výstupu se balón začne nabíjet rychlostí, která souvisí s hmotností soupravy a extra množstvím plynu, které bublina je vstřikována během inflace, která se nazývá volný impuls. Nejnebezpečnější částí letu je ta, kde dosáhne tropopauzy. Zde dochází k teplotní inverzi, která může u vlků způsobit určité poruchy.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o balónu sondy.