El sonda a palloncino o il pallone stratosferico è un pallone in grado di muoversi lungo il stratosfera per acquisire informazioni sull'ambiente. La stratosfera si trova ad un'altezza compresa tra 11 e 50 chilometri ed è dove si trova lo strato di ozono. L'unicità del pallone sonda è che funge da strumento di ricerca scientifica grazie alla capacità di eseguire voli stabili per lungo tempo in un'ampia porzione dell'atmosfera. Altri veicoli come aeroplani o razzi sonda non possono rimanere abbastanza in alto per periodi di tempo per ottenere informazioni sufficienti.
In questo articolo spiegheremo tutte le funzionalità, l'utilità e come utilizzare la sonda a palloncino.
caratteristiche principali
Il funzionamento di questo pallone sonda si basa sul principio di Archimede. Sfrutta la spinta verso l'alto esercitata da un gas più leggero dell'aria. Come di solito, l'idrogeno o l'elio vengono utilizzati in proporzione sufficiente in modo da poter espandere il riscaldatore nell'atmosfera. Ha un sistema con due componenti principali: il pallone stesso e il cosiddetto treno di volo dove si trovano gli strumenti necessari per ottenere informazioni dall'indagine.
Vediamo quali strumenti hai per ottenere informazioni:
- Ha un meccanismo che serve a separare il carico utile.
- Ha un paracadute per poter recuperare e strumenti poco a poco e senza danneggiarlo.
- Dispone di un sistema di comunicazione per poter ricevere e trasmettere comandi istantaneamente sia per il globo così come gli strumenti di bordo.
- Il suo sistema di telemetria è in grado di misurare con grande precisione l'altezza, la temperatura, la pressione e la posizione dell'intero sistema a qualsiasi altezza.
- Ha un riflettore passivo come il radar.
- Dispone di vari meccanismi per la scelta della zavorra.
- La sua principale fonte di alimentazione sono le batterie e, per i viaggi più lunghi, i pannelli solari.
A seconda della natura delle osservazioni, il carico utile viene solitamente posizionato in una struttura di container chiamata gondola. La gondola può essere utilizzata principalmente per proteggere gli strumenti di misura. Questo matrimonio è responsabile dell'ammorbidimento dell'impatto all'atterraggio o è utile come incorporazione di meccanismi di puntamento molto precisi o contenitori pressurizzati.
Tipi di sonda a palloncino
Esistono numerosi tipi di cateteri a palloncino a seconda dell'obiettivo principale. A parte le varietà esistenti in termini di forma, dimensione, materiale o metodo di costruzione, ci limiteremo a dividere i tipi di palloncini sonda in base alla loro funzionalità. Sono presenti palloncini sonda aperti e chiusi.
I palloncini con sonda aperta sono anche conosciuti con il nome di pressione zero. La loro parte inferiore è aperta in modo tale che quando il gas sale si espande fino a raggiungere uno stato di equilibrio tra la pressione esterna e quella interna. L'eventuale aumento della pressione interna dovuto al riscaldamento prodotto dal sole, viene automaticamente compensato mediante lo sfiato naturale del gas dalla sua parte inferiore o mediante tubi di sfiato ad esso collegati.
I palloncini con sonda chiusa sono quelli noti con il nome di superpressione. Si tratta di vani completamente chiusi ea tenuta stagna che non consentono l'ingresso di aria o la fuoriuscita di gas. Quando si verifica un aumento della pressione interna durante la risalita, è supportata dall'involucro rinforzato del palloncino. Questo involucro è in grado di espandersi in modo tale da raggiungere il punto massimo ed entrare in uno stato di equilibrio, impedendo a se stesso di salire.
Materiali e costruzione
Il palloncino sonda è costituito da vari materiali di natura plastica. Uno di questi è il polietilene e altre composizioni multistrato con vari composti derivati da essi. Di solito è trattato con film che hanno uno spessore di pochi micron. Questo le rende plastiche estremamente leggere e resistenti che possono resistere a varie condizioni, sebbene siano piuttosto delicate nella manipolazione.
Per la fabbricazione di questo tipo di palloncino sonda, vari segmenti del suddetto materiale vengono tagliati e uniti insieme da un certo tipo di calore con un adesivo che è appositamente fabbricato per trasportare troppo peso al palloncino. La parte superiore viene fissata e viene aggiunta una piastra di materiale plastico che servirà per montare il palloncino prima di lanciare la valvola. Questo serve per consentire la fuoriuscita del gas. Sul fondo, è posto un anello in alluminio che lo chiude, sebbene non completamente, e il resto del treno di volo è agganciato.
Per poter costruire questo tipo di pallone sonda, è necessaria un'enorme infrastruttura che abbia ampi spazi di lavoro per il taglio e l'incollaggio del sottoscocca. Attualmente sono poche le aziende in grado di costruirle. Ci vuole circa un volume vicino al milione di metri cubi e, una volta finito, hanno una superficie in polietilene completa di diversi ettari.
Lancio del palloncino della sonda
L'obiettivo principale della fase di lancio è riuscire a raggiungere un sollevamento verticale senza danneggiare il pallone. Esistono varie tecniche di lancio. Ciascuno di essi varia essenzialmente a seconda dell'infrastruttura in cui si trova. Dobbiamo tener conto delle condizioni atmosferiche, il tipo di carico utile da trasportare e il volume del pallone da lanciare.
Questi tipi di lancio sono ridotti a due tipi: lancio statico in cui la posizione del pallone gonfiato è regolata in modo tale che si trovi naturalmente sul suo carico. Il lancio dinamico è in cui un veicolo di lancio viene utilizzato con il carico sotto il pallone mentre si solleva per farlo accedere.
Durante la risalita del pallone inizia a caricarsi ad una velocità correlata al peso del set e alla quantità extra di gas che la bolla viene iniettata durante l'inflazione che si chiama impulso libero. La parte più pericolosa del volo è quella in cui si raggiunge la tropopausa. È qui che c'è un'inversione di temperatura che può causare alcuni guasti nei lupi.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sul pallone sonda.