El ballon sonde ou ballon stratosphérique est un ballon capable de se déplacer le long du stratosphère pour capturer des informations sur l'environnement. La stratosphère est située à une hauteur comprise entre 11 et 50 kilomètres et c'est là que se trouve la couche d'ozone. La particularité du ballon sonde est qu'il sert d'outil de recherche scientifique grâce à sa capacité à effectuer des vols stables pendant une longue période dans une grande partie de l'atmosphère. D'autres véhicules tels que les avions ou les fusées sondes ne peuvent pas rester assez hauts pendant des périodes de temps pour obtenir suffisamment d'informations.
Dans cet article, nous allons vous expliquer toutes les fonctionnalités, l'utilité et comment utiliser la sonde à ballon.
Caractéristiques principales
Le fonctionnement de ce ballon sonde est basé sur le principe d'Archimède. Il profite de la poussée ascendante exercée par un gaz plus léger que l'air. Comme d'habitude, l'hydrogène ou l'hélium est utilisé dans une proportion suffisante pour que vous puissiez dilater le réchauffeur dans l'atmosphère. Il a un système avec deux composants principaux: le ballon lui-même et le soi-disant train de vol où se trouvent les instruments nécessaires pour obtenir des informations de l'enquête.
Voyons de quels instruments vous disposez pour obtenir des informations:
- Il dispose d'un mécanisme qui sert à séparer la charge utile.
- Il dispose d'un parachute pour pouvoir récupérer et instrumenter petit à petit et sans l'endommager.
- Il dispose d'un système de communication pour pouvoir recevoir et transmettre des commandes instantanément à la fois pour le globe ainsi que les instruments à bord.
- Son système de télémétrie est capable de mesurer avec une grande précision la hauteur, la température, la pression et la position de l'ensemble du système à n'importe quelle hauteur.
- Il a un réflecteur passif comme un radar.
- Il dispose de divers mécanismes pour choisir le ballast.
- Sa principale source d'énergie est constituée de batteries et, pour les longs trajets, de panneaux solaires.
Selon la nature des observations, la charge utile est généralement placée dans une structure de conteneur appelée gondole. La nacelle peut être utilisée principalement pour protéger les instruments de mesure. Ce mariage est chargé d'adoucir l'impact à l'atterrissage ou est utile comme incorporation de mécanismes de pointage très précis ou de récipients sous pression.
Types de sonde à ballon
Il existe de nombreux types de cathéters à ballonnet en fonction de l'objectif principal. Outre les variétés qui existent en termes de forme, de taille, de matériau ou de méthode de construction, nous nous limiterons à diviser les types de ballons sondes en fonction de leur fonctionnalité. Il y a des ballons sondes ouverts et fermés.
Les ballons à sonde ouverts sont également connus sous le nom de pression nulle. Leur partie inférieure est ouverte de telle sorte que lorsque le gaz monte, il se dilate jusqu'à atteindre un état d'équilibre entre la pression externe et interne. Toute augmentation de la pression interne due à la chaleur produite par le soleil, est automatiquement compensée au moyen de la ventilation naturelle du gaz de sa partie inférieure ou par des tubes d'aération qui y sont fixés.
Les ballons sondes fermées sont ceux qui sont connus sous le nom de surpression. Ce sont des compartiments complètement fermés et étanches qui ne permettent pas à l'air d'entrer ou au gaz de s'échapper. Lorsqu'une augmentation de la pression interne se produit pendant la remontée, elle est soutenue par l'enveloppe renforcée du ballon. Cette enveloppe est capable de se dilater de telle sorte qu'elle atteigne le point maximum et entre dans un état d'équilibre, s'empêchant de monter.
Matériaux et construction
Le ballon sonde est construit à partir de divers matériaux de nature plastique. L'un d'eux est le polyéthylène et d'autres compositions multicouches avec divers composés qui en dérivent. Il est généralement traité avec des films de seulement quelques microns d'épaisseur. Cela en fait des plastiques extrêmement légers et résistants qui peuvent résister à diverses conditions, bien qu'ils soient assez délicats à manipuler.
Pour la fabrication de ce type de ballon sonde, divers segments du matériau susmentionné sont découpés et reliés entre eux par un certain type de chaleur avec un adhésif spécialement fabriqué pour porter trop de poids au ballon. La partie supérieure est fixée et une plaque de matière plastique est ajoutée qui servira à monter le ballon avant de lancer la valve. Cela sert à permettre au gaz de s'échapper. En bas, un anneau en aluminium est placé qui le ferme, mais pas complètement, et le reste du train de vol est accro.
Pour pouvoir construire ce type de ballon sonde, il faut une énorme infrastructure qui dispose de grands espaces de travail pour couper et coller le soubassement. Actuellement, peu d'entreprises sont capables de les construire. Il prend environ un volume proche d'un million de mètres cubes et, une fois terminé, ont une superficie totale de polyéthylène de plusieurs hectares.
Lancement du ballon sonde
L'objectif principal de la phase de lancement est de pouvoir réaliser un soulèvement vertical sans endommager le ballon. Il existe différentes techniques de lancement. Chacun d'eux varie essentiellement en fonction de l'infrastructure où il se trouve. Il faut tenir compte des conditions atmosphériques, le type de charge utile à transporter et le volume du ballon à lancer.
Ces types de lancement sont réduits à deux types: lancement statique dans lequel la position du ballon gonflé est ajustée de telle sorte qu'il repose naturellement sur sa charge. Le lancement dynamique consiste à utiliser un lanceur avec la charge sous le ballon tout en se soulevant pour lui permettre d'accéder.
Pendant l'ascension du ballon, il commence à se charger à une vitesse liée au poids de l'ensemble et à la quantité supplémentaire de gaz qui la bulle est injectée pendant le gonflage qui est appelé impulsion libre. La partie la plus dangereuse du vol est celle où il atteint la tropopause. C'est là qu'il y a une inversion de température qui peut provoquer des pannes chez les loups.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur le ballon sonde.