El balonska sonda ili stratosferski balon je balon koji se može kretati duž stratosfera za hvatanje informacija o okolišu. 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 znanstveno-istraživački alat zahvaljujući sposobnosti dugotrajnog stabilnog leta u velikom dijelu atmosfere. Ostala vozila poput zrakoplova ili raketa 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 balon sondu.
Glavne osobine
Rad ovog balona sonde temelji se na Arhimedovom principu. Iskorištava potisak prema gore koji vrši plin lakši od zraka. Kao i obično, Vodik ili helij koriste se u dovoljnom omjeru da se grijač može proširiti u atmosferi. Ima sustav s dvije glavne komponente: sam balon i takozvani letački vlak u kojem su smješteni potrebni instrumenti za dobivanje informacija iz istrage.
Pogledajmo koje instrumente imate za dobivanje informacija:
- Ima mehanizam koji služi za odvajanje korisnog tereta.
- Ima a padobranom kako bi se mogao oporaviti i instrumenti malo po malo i bez oštećenja.
- Ima komunikacijski sustav koji omogućuje trenutno primanje i prijenos naredbi za globus kao i instrumenti na brodu.
- Njegov telemetrijski sustav sposoban je s velikom preciznošću izmjeriti visinu, temperaturu, tlak i položaj cijelog sustava na bilo kojoj visini.
- Ima pasivni reflektor poput radara.
- Ima razne mehanizme za odabir balasta.
- Njegov glavni izvor napajanja su baterije i, za dulja 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 je vjenčanje odgovorno za ublažavanje udara pri slijetanju ili je korisno kao ugradnja vrlo preciznih mehanizama usmjeravanja ili spremnika pod tlakom.
Vrste balonske sonde
Postoje mnoge vrste balonskih katetera, ovisno o glavnom cilju. Osim sorti koje postoje u obliku, veličini, materijalu ili načinu izrade, ograničit ćemo se 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 tlak. Njihov je donji dio otvoren na takav način da se plin kad se digne širi sve dok ne postigne stanje ravnoteže između vanjskog i unutarnjeg tlaka. Svako povećanje unutarnjeg tlaka uslijed zagrijavanja od sunca automatski se nadoknađuje prirodnim ispuštanjem plina iz donjeg dijela ili odzračnim cijevima pričvršćenima na njega.
Baloni zatvorene sonde su oni koji su poznati pod nazivom nadtlak. To su odjeljci koji su potpuno zatvoreni i nepropusni za vodu koji ne propuštaju zrak ili plin. Kada se tijekom uspona dogodi unutarnji tlak, podupire ga ojačana ovojnica balona. Ova se ovojnica može proširiti na takav način da dosegne maksimalnu točku i uđe u stanje ravnoteže, sprječavajući se da raste.
Materijali i konstrukcija
Balon sonde izrađen je od različitih materijala plastične prirode. Jedan od njih je polietilen i drugi višeslojni sastavi s raznim spojevima koji su iz 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 izrezuju se i spajaju pomoću neke vrste topline s ljepilom koje je posebno proizvedeno za plovenje prevelike težine na balon. Gornji dio je pričvršćen i dodana je plastična ploča koja će služiti za postavljanje balona prije pokretanja ventila. To služi za omogućavanje istjecanja plina. Na dnu, postavlja se aluminijski prsten koji ga zatvara, iako ne u potpunosti, a ostatak letačkog vlaka je zakačen.
Da bi se mogla izraditi ova vrsta balona za sonde, potrebna je ogromna infrastruktura koja ima velike radne prostore za rezanje i lijepljenje donjeg dijela. Trenutno je malo tvrtki sposobnih za njihovu izgradnju. Potrebna je približno zapremina blizu milijun kubičnih metara i, nakon završetka, imaju kompletnu površinu od polietilena od nekoliko hektara.
Lansiranje balona sonde
Glavni cilj faze lansiranja je biti u mogućnosti postići vertikalno podizanje bez oštećenja balona. Postoje razne tehnike lansiranja. Svaka od njih bitno varira ovisno o infrastrukturi na kojoj se nalazi. Moramo uzeti u obzir atmosferske uvjete, vrsta korisnog tereta koji se prevozi i zapremina balona koji se lansira.
Te se vrste lansiranja svode na dvije vrste: statično lansiranje kod kojeg se položaj napuhanog balona podešava na takav način da prirodno sjeda na teret. Dinamičko lansiranje je 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 skupa i dodatnom količinom plina koji mjehur se ubrizgava tijekom napuhavanja što se naziva slobodni impuls. Najopasniji dio leta je onaj gdje dosegne tropopauzu. Ovdje postoji temperaturna inverzija koja može uzrokovati neke kvarove u vukovima.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o balonu sonde.