El sonda de balão ou balão estratosférico é um balão capaz de se mover ao longo do estratosfera para capturar informações sobre o meio ambiente. A estratosfera está localizada a uma altura entre 11 e 50 quilômetros e é onde a camada de ozônio está localizada. A singularidade do balão sonda é que ele serve como ferramenta de pesquisa científica graças à capacidade de realizar voos estáveis por muito tempo em grande parte da atmosfera. Outros veículos, como aviões ou foguetes de sondagem, não podem permanecer altos o suficiente por períodos de tempo para obter informações suficientes.
Neste artigo, vamos explicar todos os recursos, utilitários e como usar a sonda de balão.
Características principais
A operação deste balão sonda é baseada no princípio de Arquimedes. Ele aproveita o impulso para cima exercido por um gás mais leve que o ar. Em geral, hidrogênio ou hélio é usado em proporção suficiente para que você possa expandir o aquecedor na atmosfera. Possui um sistema com dois componentes principais: o próprio balão e o chamado trem de vôo onde estão localizados os instrumentos necessários para se obter informações da investigação.
Vamos ver quais instrumentos você tem para obter informações:
- Possui um mecanismo que serve para separar a carga útil.
- Tem um pára-quedas para poder recuperar e instrumentar aos poucos e sem danificá-lo.
- Possui sistema de comunicação capaz de receber e transmitir comandos instantaneamente tanto para o globo, bem como os instrumentos a bordo.
- Seu sistema de telemetria é capaz de medir com grande precisão a altura, temperatura, pressão e posição de todo o sistema em qualquer altura.
- Tem um refletor passivo como um radar.
- Possui vários mecanismos para escolha do reator.
- Sua principal fonte de energia são baterias e, para viagens mais longas, painéis solares.
Dependendo da natureza das observações, a carga útil geralmente é colocada em uma estrutura de contêiner chamada gôndola. A gôndola pode ser usada principalmente para proteger os instrumentos de medição. Este casamento é responsável por suavizar o impacto no pouso ou é útil como uma incorporação de mecanismos de apontamento muito precisos ou recipientes pressurizados.
Tipos de sonda de balão
Existem muitos tipos de cateteres balão, dependendo do objetivo principal. Para além das variedades existentes em termos de forma, tamanho, material ou método de construção, limitar-nos-emos a dividir os tipos de balões sonda de acordo com a sua funcionalidade. Existem balões de sonda abertos e fechados.
Balões de sonda abertos também são conhecidos pelo nome de pressão zero. Sua parte inferior é aberta de tal forma que quando o gás sobe ele se expande até atingir um estado de equilíbrio entre a pressão externa e a interna. Qualquer aumento da pressão interna devido ao aquecimento produzido pelo sol, é automaticamente compensado por meio da saída natural do gás de sua parte inferior ou por tubos de ventilação acoplados a ela.
Os balões de sonda fechados são aqueles que são conhecidos pelo nome de superpressão. São compartimentos totalmente fechados e estanques que não permitem a fuga de ar ou gás. Quando há aumento da pressão interna durante a subida, ela é sustentada pelo envelope reforçado do balão. Este envelope é capaz de se expandir de tal forma que atinge o ponto máximo e entra em estado de equilíbrio, impedindo-se de subir.
Materiais e construção
O balão da sonda é construído com vários materiais de natureza plástica. Um deles é o polietileno e outras composições multicamadas com vários compostos derivados deles. Geralmente é tratado com filmes de apenas alguns mícrons de espessura. Isso os torna plásticos extremamente leves e resistentes que podem suportar várias condições, embora sejam bastante delicados no manuseio.
Para a fabricação deste tipo de balão sonda, vários segmentos do referido material são cortados e unidos por algum tipo de calor com um adesivo especialmente fabricado para levar muito peso ao balão. A parte superior é fixada e é adicionada uma placa de material plástico que servirá para montar o balão antes de lançar a válvula. Isso serve para permitir que o gás escape. Na parte inferior, um anel de alumínio é colocado que o fecha, embora não completamente, e o resto do trem de vôo está preso.
Para poder construir esse tipo de balão sonda, é necessária uma grande infraestrutura com grandes espaços de trabalho para cortar e colar a parte inferior. Atualmente são poucas as empresas que têm capacidade para construí-los. Leva aproximadamente um volume próximo a um milhão de metros cúbicos e, uma vez concluído, possuem uma área completa de polietileno de vários hectares.
Lançamento do balão da sonda
O objetivo principal da fase de lançamento é conseguir uma elevação vertical sem danificar o balão. Existem várias técnicas de lançamento. Cada um deles varia essencialmente dependendo da infraestrutura onde está localizado. Devemos levar em consideração as condições atmosféricas, o tipo de carga a ser transportada e o volume do balão a ser lançado.
Esses tipos de lançamento são reduzidos a dois tipos: lançamento estático em que a posição do balão inflado é ajustada de forma que ele naturalmente assente sobre sua carga. O lançamento dinâmico é quando um veículo de lançamento é usado com a carga sob o balão durante a elevação para que ele tenha acesso.
Durante a subida do balão ele começa a carregar a uma velocidade relacionada ao peso do conjunto e a quantidade extra de gás que a bolha é injetada durante a inflação, que é chamada de impulso livre. A parte mais perigosa do vôo é aquela em que chega à tropopausa. É aqui que ocorre uma inversão de temperatura que pode causar algumas falhas nos lobos.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre o balão da sonda.