El ballonsonde eller stratosfærisk ballon er en ballon, der er i stand til at bevæge sig langs stratosfæren at fange oplysninger om miljøet. Stratosfæren ligger i en højde på mellem 11 og 50 kilometer og er hvor ozonlaget er placeret. Det unikke ved sonde-ballonen er, at den tjener som et videnskabeligt forskningsværktøj takket være evnen til at udføre stabile flyvninger i lang tid i en stor del af atmosfæren. Andre køretøjer såsom fly eller raketter kan ikke forblive høje nok i perioder til at få nok information.
I denne artikel vil vi forklare alle funktioner, nytte og hvordan man bruger ballonsonden.
Vigtigste funktioner
Driften af denne sonde ballon er baseret på Archimedes 'princip. Det udnytter det opadgående tryk, der udøves af en gas, der er lettere end luft. Som sædvanligt, brint eller helium bruges i en tilstrækkelig andel, så du kan udvide varmelegemet i atmosfæren. Det har et system med to hovedkomponenter: selve ballonen og det såkaldte flyvetog, hvor de nødvendige instrumenter er placeret for at få information fra undersøgelsen.
Lad os se, hvilke instrumenter du har for at få information:
- Det har en mekanisme, der tjener til at adskille nyttelasten.
- Det har en faldskærm for at kunne komme sig og instrumenter lidt efter lidt og uden at beskadige det.
- Det har et kommunikationssystem, der skal kunne modtage og transmittere kommandoer med det samme både til kloden såvel som instrumenterne om bord.
- Dens telemetri-system er i stand til med stor præcision at måle højden, temperaturen, trykket og placeringen af hele systemet i enhver højde.
- Den har en passiv reflektor som radar.
- Det har forskellige mekanismer til valg af ballast.
- Dens hovedstrømkilde er batterier og, ved længere ture, solpaneler.
Afhængig af observationernes art placeres nyttelasten normalt i en containerstruktur kaldet en gondol. Gondolen kan primært bruges til at beskytte måleinstrumenterne. Dette bryllup er ansvarligt for at blødgøre påvirkningen ved landing eller er nyttigt som en inkorporering af meget præcise pegemekanismer eller trykbeholdere.
Typer af ballonsonde
Der er mange typer ballonkatetre afhængigt af hovedformålet. Bortset fra de sorter, der findes med hensyn til form, størrelse, materiale eller konstruktionsmetode, begrænser vi os til at opdele typerne af sonde balloner efter deres funktionalitet. Der er åbne og lukkede sondeballoner.
Åben sonde balloner er også kendt under navnet nul tryk. Deres nederste del er åben på en sådan måde, at når gassen stiger, udvides den, indtil den når en ligevægtstilstand mellem det ydre og det indre tryk. Enhver stigning i det indre tryk på grund af opvarmningen fra solen kompenseres automatisk ved hjælp af den naturlige udluftning af gassen fra dens nedre del eller ved hjælp af udluftningsrør, der er fastgjort til den.
De lukkede sondeballoner er dem, der er kendt under navnet supertryk. Dette er rum, der er helt lukkede og vandtætte, som ikke tillader luft at trænge ind eller gas at trænge ud. Når der opstår en stigning i det indre tryk under opstigningen, understøttes det af ballonens forstærkede hylster. Denne kuvert er i stand til at ekspandere på en sådan måde, at den når det maksimale punkt og går ind i en ligevægtstilstand, der forhindrer sig i at stige.
Materialer og konstruktion
Sondeballonen er konstrueret af forskellige materialer med plastisk karakter. En af dem er polyethylen og andre flerlagssammensætninger med forskellige forbindelser afledt af dem. Det behandles normalt med film, der kun er få mikron tykke. Dette gør dem ekstremt lette og modstandsdygtige plastmaterialer, der kan modstå forskellige forhold, selvom de er ret sarte i håndteringen.
Til fremstilling af denne type probeballon skæres forskellige segmenter af det førnævnte materiale sammen og sammenføjes af en eller anden form for varme med et klæbemiddel, der er specielt fremstillet til at sejle for meget vægt til ballonen. Den øverste del er fastgjort, og der tilsættes en plastikplade, der tjener til at montere ballonen, før ventilen startes. Dette tjener til at lade gassen slippe ud. På bunden, en aluminiumring er placeret, der lukker den, dog ikke helt, og resten af flytoget er tilsluttet.
For at være i stand til at bygge denne type probeballon kræves en enorm infrastruktur, der har store arbejdsområder til skæring og limning af understellet. I øjeblikket er der få virksomheder, der er i stand til at opbygge dem. Det tager cirka et volumen tæt på en million kubikmeter, og når det er færdigt, har en komplet polyethylenoverflade på flere hektar.
Lancering af sonde ballon
Hovedformålet med lanceringsfasen er at være i stand til at opnå en lodret løft uden at beskadige ballonen. Der er forskellige lanceringsteknikker. Hver af dem varierer stort set afhængigt af infrastrukturen, hvor den er placeret. Vi skal tage højde for de atmosfæriske forhold, typen af nyttelast, der skal transporteres, og volumenet af den ballon, der skal lanceres.
Disse typer lancering reduceres til to typer: statisk affyring, hvor positionen af den oppustede ballon justeres på en sådan måde, at den naturligt sidder på sin belastning. Dynamisk affyring er, hvor et løftebil bruges med lasten under ballonen, mens den løftes for at få den til at tage adgang.
Under opstigningen af ballonen begynder den at oplade med en hastighed, der er relateret til apparatets vægt og den ekstra mængde gas, der boblen injiceres under inflation, der kaldes fri impuls. Den farligste del af flyvningen er den, hvor den når tropopausen. Det er her, at der er en temperaturinversion, der kan forårsage nogle fejl i ulvene.
Jeg håber, at med disse oplysninger kan du lære mere om sonde ballon.