El Ballonsonde oder stratosphärischer Ballon ist ein Ballon, der sich entlang des Ballons bewegen kann Stratosphäre Informationen über die Umgebung zu erfassen. Die Stratosphäre befindet sich in einer Höhe zwischen 11 und 50 Kilometern und dort befindet sich die Ozonschicht. Die Einzigartigkeit des Sondenballons besteht darin, dass er dank der Fähigkeit, in einem großen Teil der Atmosphäre lange Zeit stabile Flüge durchzuführen, als wissenschaftliches Forschungsinstrument dient. Andere Fahrzeuge wie Flugzeuge oder Sondenraketen können nicht ausreichend lange in der Höhe bleiben, um genügend Informationen zu erhalten.
In diesem Artikel werden alle Funktionen, das Dienstprogramm und die Verwendung der Ballonsonde erläutert.
Schlüsselmerkmale
Der Betrieb dieses Sondenballons basiert auf dem Prinzip von Archimedes. Es nutzt den Aufwärtsschub eines Gases, das leichter als Luft ist. Wie gewöhnlich, Wasserstoff oder Helium wird in einem ausreichenden Verhältnis verwendet, damit Sie die Heizung in der Atmosphäre ausdehnen können. Es verfügt über ein System mit zwei Hauptkomponenten: dem Ballon selbst und dem sogenannten Flugzug, in dem sich die erforderlichen Instrumente befinden, um Informationen aus der Untersuchung zu erhalten.
Mal sehen, welche Instrumente Sie benötigen, um Informationen zu erhalten:
- Es hat einen Mechanismus, der dazu dient, die Nutzlast zu trennen.
- Es verfügt über ein Fallschirm, um in der Lage zu sein, sich zu erholen und Instrumente nach und nach und ohne es zu beschädigen.
- Es verfügt über ein Kommunikationssystem, mit dem Befehle für beide sofort empfangen und gesendet werden können der Globus sowie die Instrumente an Bord.
- Das Telemetriesystem ist in der Lage, Höhe, Temperatur, Druck und Position des gesamten Systems in jeder Höhe mit großer Präzision zu messen.
- Es hat einen passiven Reflektor wie Radar.
- Es verfügt über verschiedene Mechanismen zur Auswahl von Ballast.
- Die Hauptstromquelle sind Batterien und für längere Fahrten Sonnenkollektoren.
Abhängig von der Art der Beobachtungen wird die Nutzlast normalerweise in einer Containerstruktur platziert, die als Gondel bezeichnet wird. Die Gondel kann vor allem zum Schutz von Messgeräten eingesetzt werden. Diese Hochzeit ist für die Abschwächung des Aufpralls bei der Landung verantwortlich oder eignet sich als Einbau sehr präziser Zeigemechanismen oder Druckbehälter.
Arten von Ballonsonden
Je nach Hauptziel gibt es viele Arten von Ballonkathetern. Abgesehen von den Sorten, die in Form, Größe, Material oder Bauweise existieren, beschränken wir uns darauf, die Arten von Sondenballons nach ihrer Funktionalität zu unterteilen. Es gibt offene und geschlossene Sondenballons.
Offene Sondenballons sind auch unter dem Namen Nulldruck bekannt. Ihr unterer Teil ist so offen, dass sich das aufsteigende Gas ausdehnt, bis es einen Gleichgewichtszustand zwischen Außen- und Innendruck erreicht. Ein Anstieg des Innendrucks aufgrund der von der Sonne erzeugten Erwärmung wird automatisch durch die natürliche Entlüftung des Gases aus seinem unteren Teil oder durch daran angebrachte Entlüftungsrohre ausgeglichen.
Die geschlossenen Sondenballons sind solche, die unter dem Namen Überdruck bekannt sind. Dies sind vollständig geschlossene und wasserdichte Fächer, in die keine Luft eindringen oder kein Gas entweichen kann. Wenn während des Aufstiegs ein Anstieg des Innendrucks auftritt, wird dieser von der verstärkten Hülle des Ballons getragen. Diese Hüllkurve kann sich so ausdehnen, dass sie den Maximalpunkt erreicht und in einen Gleichgewichtszustand übergeht, der ein Aufsteigen verhindert.
Materialien und Konstruktion
Der Sondenballon besteht aus verschiedenen Materialien mit plastischer Natur. Eine davon ist Polyethylen und andere mehrschichtige Zusammensetzungen mit verschiedenen davon abgeleiteten Verbindungen. Es wird normalerweise mit Filmen behandelt, die nur wenige Mikrometer dick sind. Dies macht sie zu extrem leichten und widerstandsfähigen Kunststoffen, die verschiedenen Bedingungen standhalten können, obwohl sie sehr empfindlich in der Handhabung sind.
Für die Herstellung dieses Sondenballontyps werden verschiedene Segmente des oben genannten Materials geschnitten und durch irgendeine Art von Wärme mit einem Klebstoff verbunden, der speziell hergestellt wurde, um zu viel Gewicht zum Ballon zu segeln. Der obere Teil wird angebracht und eine Platte aus Kunststoffmaterial hinzugefügt, die zur Montage des Ballons vor dem Starten des Ventils dient. Dies dient dazu, das Gas entweichen zu lassen. Auf der Unterseite, ein Aluminiumring wird platziert, der es schließt, obwohl nicht vollständig, und der Rest des Flugzuges ist süchtig.
Um diese Art von Sondenballon bauen zu können, ist eine riesige Infrastruktur erforderlich, die über große Arbeitsbereiche zum Schneiden und Kleben des Unterbodens verfügt. Derzeit gibt es nur wenige Unternehmen, die in der Lage sind, sie aufzubauen. Es dauert ungefähr ein Volumen von fast einer Million Kubikmetern und, wenn es fertig ist, haben eine vollständige Polyethylenfläche von mehreren Hektar.
Start des Sondenballons
Das Hauptziel der Startphase ist es, einen vertikalen Auftrieb zu erreichen, ohne den Ballon zu beschädigen. Es gibt verschiedene Starttechniken. Jeder von ihnen hängt wesentlich von der Infrastruktur ab, in der er sich befindet. Wir müssen die atmosphärischen Bedingungen berücksichtigen, die Art der zu transportierenden Nutzlast und das Volumen des zu startenden Ballons.
Diese Startarten werden auf zwei Arten reduziert: statische Starts, bei denen die Position des aufgeblasenen Ballons so eingestellt wird, dass er natürlich auf seiner Last sitzt. Beim dynamischen Start wird eine Trägerrakete mit der Last unter dem Ballon beim Anheben verwendet, damit dieser Zugang erhält.
Während des Aufstiegs des Ballons beginnt er sich mit einer Geschwindigkeit aufzuladen, die sich nach dem Gewicht des Sets und der zusätzlichen Gasmenge richtet Die Blase wird während des Aufblasens injiziert, was als freier Impuls bezeichnet wird. Der gefährlichste Teil des Fluges ist der, bei dem er die Tropopause erreicht. Hier gibt es eine Temperaturinversion, die bei den Wölfen zu Fehlern führen kann.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über den Sondenballon erfahren können.