El sondă cu balon sau balon stratosferic este un balon capabil să se deplaseze de-a lungul stratosferă pentru a capta informații despre mediu. Stratosfera este situată la o înălțime cuprinsă între 11 și 50 de kilometri și este locul unde se află stratul de ozon. Unicitatea balonului sondă este că servește ca instrument de cercetare științifică datorită capacității de a efectua zboruri stabile pentru o lungă perioadă de timp într-o mare parte a atmosferei. Alte vehicule, cum ar fi avioanele sau rachetele de sondă, nu pot rămâne suficiente înălțimi pentru a putea obține suficiente informații.
În acest articol vom explica toate caracteristicile, utilitatea și modul de utilizare a sondei cu balon.
caracteristici cheie
Funcționarea acestui balon sondă se bazează pe principiul lui Arhimede. Acesta profită de forța ascendentă exercitată de un gaz mai ușor decât aerul. Ca de obicei, Hidrogenul sau heliul este utilizat într-o proporție suficientă, astfel încât încălzitorul să se poată extinde în atmosferă. Are un sistem cu două componente principale: balonul în sine și așa-numitul tren de zbor unde sunt amplasate instrumentele necesare pentru a obține informații din anchetă.
Să vedem ce instrumente aveți pentru a obține informații:
- Are un mecanism care servește la separarea sarcinii utile.
- Are un parașută pentru a putea recupera și instrumentează încetul cu încetul și fără a-l deteriora.
- Are un sistem de comunicații pentru a putea primi și transmite comenzi instantaneu atât pentru globul, precum și instrumentele de la bord.
- Sistemul său de telemetrie este capabil să măsoare cu mare precizie înălțimea, temperatura, presiunea și poziția întregului sistem la orice înălțime.
- Are un reflector pasiv ca radar.
- Are diferite mecanisme de alegere a balastului.
- Sursa sa principală de energie sunt bateriile și, pentru călătorii mai lungi, panourile solare.
În funcție de natura observațiilor, sarcina utilă este de obicei plasată într-o structură de containere numită gondolă. Gondola poate fi utilizată în principal pentru a proteja instrumentele de măsurare. Această nuntă este responsabilă pentru atenuarea impactului la aterizare sau este utilă ca o încorporare a unor mecanisme de indicare foarte precise sau a unor containere sub presiune.
Tipuri de sondă cu balon
Există multe tipuri de catetere cu balon în funcție de obiectivul principal. În afară de soiurile care există în ceea ce privește forma, dimensiunea, materialul sau metoda de construcție, ne vom limita la împărțirea tipurilor de baloane de sondă în funcție de funcționalitatea lor. Există baloane de sondă deschise și închise.
Baloanele cu sondă deschisă sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de presiune zero. Partea lor inferioară este deschisă în așa fel încât, atunci când gazul crește, acesta se extinde până ajunge la o stare de echilibru între presiunea externă și cea internă. Orice creștere a presiunii interne datorată încălzirii produse de soare este compensată automat prin aerisirea naturală a gazului din partea sa inferioară sau prin tuburi de aerisire atașate la acesta.
Baloanele de sondă închise sunt cele care sunt cunoscute sub numele de suprapresiune. Acestea sunt compartimente complet închise și etanșe care nu permit pătrunderea aerului sau evacuarea gazului. Când apare o creștere a presiunii interne în timpul ascensiunii, aceasta este susținută de învelișul întărit al balonului. Acest anvelopă este capabilă să se extindă în așa fel încât să atingă punctul maxim și să intre într-o stare de echilibru, împiedicându-se să se ridice.
Materiale și construcții
Balonul sondei este construit din diverse materiale cu caracter plastic. Una dintre ele este polietilena și alte compoziții multistrat cu diferiți compuși derivați din acestea. De obicei, este tratat cu pelicule cu o grosime de doar câțiva microni. Acest lucru le face să fie materiale plastice extrem de ușoare și rezistente, care pot rezista la diferite condiții, deși sunt destul de delicate la manipulare.
Pentru fabricarea acestui tip de balon sondă, diferite segmente ale materialului menționat mai sus sunt tăiate și unite între ele printr-un anumit tip de căldură cu un adeziv special fabricat pentru a naviga cu o greutate prea mare către balon. Partea superioară este atașată și se adaugă o placă de plastic care va servi la montarea balonului înainte de lansarea supapei. Aceasta servește pentru a permite evacuarea gazului. În partea de jos, este plasat un inel de aluminiu care îl închide, deși nu complet, iar restul trenului de zbor este agățat.
Pentru a putea construi acest tip de balon sondă, este necesară o infrastructură imensă, care să aibă spații mari de lucru pentru tăierea și lipirea corpului inferior. În prezent sunt puține companii capabile să le construiască. Este nevoie de aproximativ un volum de aproape un milion de metri cubi și, odată terminat, au o suprafață completă de polietilenă de câteva hectare.
Lansarea balonului sondei
Obiectivul principal al fazei de lansare este de a putea realiza o ridicare verticală fără a deteriora balonul. Există diverse tehnici de lansare. Fiecare dintre ele variază în mod esențial în funcție de infrastructura în care se află. Trebuie să ținem cont de condițiile atmosferice, tipul de sarcină utilă care trebuie transportat și volumul balonului care trebuie lansat.
Aceste tipuri de lansare sunt reduse la două tipuri: lansare statică în care poziția balonului umflat este ajustată în așa fel încât să stea în mod natural pe sarcina sa. Lansarea dinamică este în care un vehicul de lansare este utilizat cu încărcătura sub balon în timp ce se ridică pentru a-l accesa.
În timpul ascensiunii balonului începe să se încarce cu o viteză legată de greutatea setului și de cantitatea suplimentară de gaz care bula este injectată în timpul umflării care se numește impuls liber. Cea mai periculoasă parte a zborului este cea în care ajunge la tropopauză. Aici există o inversare a temperaturii care poate provoca unele defecțiuni la lupi.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre balonul sondei.