El ballon szonda vagy a sztratoszférikus léggömb olyan ballon, amely képes mozgatni a sztratoszféra a környezettel kapcsolatos információk rögzítésére. A sztratoszféra 11 és 50 kilométer közötti magasságban helyezkedik el, és itt található az ózonréteg. A szonda léggömb különlegessége, hogy tudományos kutatási eszközként szolgál, köszönhetően annak, hogy hosszú ideig képesek stabil repüléseket végrehajtani a légkör nagy részén. Más járművek, például repülőgépek vagy szondarakéták nem maradhatnak elegendő ideig magasságban ahhoz, hogy elegendő információt szerezhessenek.
Ebben a cikkben elmagyarázzuk a ballon szonda összes funkcióját, hasznosságát és használatát.
Főbb jellemzők
A szonda léggömbjének működése Archimédész elvén alapszik. Kihasználja a levegőnél könnyebb gáz által kifejtett felfelé irányuló tolóerőt. Mint általában, a hidrogént vagy a héliumot elegendő arányban használják, hogy a fűtőtestet kibővíthesse a légkörben. Rendszere két fő elemből áll: maga a léggömb és az úgynevezett repülési vonat, ahol a szükséges műszerek találhatók ahhoz, hogy információkat szerezzenek a nyomozásból.
Lássuk, milyen eszközökkel kell információt szereznie:
- Van egy mechanizmusa, amely a hasznos teher elválasztására szolgál.
- Van egy ejtőernyő, hogy képes legyen helyreállni, és apránként, anélkül, hogy károsítaná a műszereket.
- Kommunikációs rendszerrel rendelkezik, amely lehetővé teszi a parancsok azonnali fogadását és továbbítását a földgömböt, valamint a fedélzeten lévő műszereket.
- Telemetriai rendszere nagy pontossággal képes mérni a teljes rendszer magasságát, hőmérsékletét, nyomását és helyzetét bármely magasságban.
- Van egy passzív reflektora, mint a radar.
- Különböző mechanizmusokkal rendelkezik az előtét kiválasztásához.
- Fő áramforrása az elemek, hosszabb utazások esetén pedig napelemek.
A megfigyelések jellegétől függően a hasznos teher általában egy gondola nevű konténerszerkezetbe kerül. A gondola elsősorban a mérőműszerek védelmére használható. Ez az esküvő felelős a leszálláskor fellépő hatás enyhítéséért, vagy nagyon pontos mutatómechanizmusok vagy nyomás alatt álló tartályok beépítéseként hasznos.
A ballon szonda típusai
A fő céltól függően számos ballonkatéter létezik. Az alakját, méretét, anyagát vagy építési módját tekintve létező fajtákon kívül csak a szondás lufi típusainak funkcionalitásuk szerinti felosztására szorítkozunk. Vannak nyitott és zárt szondás lufik.
A nyitott szondás lufikat a nulla nyomás néven is ismerjük. Alsó részük úgy van nyitva, hogy amikor a gáz felemelkedik, addig tágul, amíg el nem éri a külső és a belső nyomás közötti egyensúlyi állapotot. A nap által előidézett melegítés következtében bekövetkező bármilyen belső nyomásnövekedést automatikusan kompenzálják a gáz természetes lefúvatásával az alsó részéből vagy a hozzá kapcsolt szellőzőcsövekből.
A zárt szondás léggömbök azok, amelyeket a túlnyomás néven ismernek. Ezek teljesen zárt és vízzáró rekeszek, amelyek nem engedik a levegő bejutását vagy a gáz távozását. Ha a belső nyomás emelkedése történik az emelkedés során, azt a ballon megerősített burkolata támogatja. Ez a burok képes kitágulni oly módon, hogy elérje a maximális pontot és egyensúlyi állapotba kerüljön, megakadályozva önmagának emelkedését.
Anyagok és felépítés
A szonda léggömbje különféle, műanyag jellegű anyagokból készül. Az egyik polietilén és más többrétegű készítmények, amelyek különböző származékokat tartalmaznak. Általában csak néhány mikron vastagságú filmekkel kezelik. Ez rendkívül könnyű és ellenálló műanyaggá teszi őket, amelyek ellenállnak a különféle körülményeknek, bár kezelése meglehetősen kényes.
Az ilyen típusú szondagömb gyártásához a fent említett anyag különféle szegmenseit bizonyos típusú hővel vágják össze és kötik össze egy ragasztóval, amelyet kifejezetten azért gyártanak, hogy túl nagy súlyt hajtson a ballonhoz. A felső részt rögzítik és egy műanyag lemezt adnak hozzá, amely a léggömb felszerelésére szolgál, mielőtt a szelep elindulna. Ez a gáz távozását szolgálja. A fenekén, alumínium gyűrűt helyeznek el, amely bezárja, bár nem teljesen, és a repülõvonat többi része akasztott.
Ahhoz, hogy ezt a típusú szonda léggömböt meg lehessen építeni, hatalmas infrastruktúrára van szükség, amely nagy munkaterekkel rendelkezik az alváz vágásához és ragasztásához. Jelenleg kevés olyan cég van, amely képes lenne őket felépíteni. Körülbelül millió köbméteres térfogatot igényel, és ha elkészült, teljes polietilénterülete több hektár.
A szonda léggömbjének elindítása
Az indítási fázis fő célja, hogy függőleges emelést érhessen el a ballon sérülése nélkül. Különböző indítási technikák léteznek. Mindegyik alapvetően változik az infrastruktúrától függően, ahol található. Figyelembe kell vennünk a légköri viszonyokat, a szállítandó hasznos teher típusa és az indítandó léggömb térfogata.
Az ilyen típusú kilövések két típusra redukálódnak: statikus indítás, amelyben a felfújt léggömb helyzetét úgy állítják be, hogy az természetesen a terhelésére üljön. A dinamikus indítás során egy hordozórakétát használnak úgy, hogy a rakomány a ballon alatt van, miközben emelik, hogy elérje.
A léggömb felemelkedése alatt a készlet súlyához és az extra gázmennyiséghez viszonyított sebességgel kezd töltődni. a buborékot az infláció során injektálják, amelyet szabad impulzusnak neveznek. A repülés legveszélyesebb része az, ahol eléri a tropopauzát. Itt van egy hőmérsékleti inverzió, amely némi meghibásodást okozhat a farkasokban.
Remélem, hogy ezzel az információval többet tudhat meg a szonda léggömbjéről.