El balónová sonda alebo stratosférický balón je balón schopný pohybu pozdĺž stratosféra zachytávať informácie o životnom prostredí. Stratosféra sa nachádza vo výške od 11 do 50 kilometrov a je to miesto, kde sa nachádza ozónová vrstva. Výnimočnosť balónu sondy spočíva v tom, že slúži ako nástroj vedeckého výskumu vďaka schopnosti vykonávať stabilné lety po dlhú dobu vo veľkej časti atmosféry. Iné vozidlá, ako sú lietadlá alebo rakety sond, nemôžu zostať dostatočne dlho vo výške, aby mohli získať dostatok informácií.
V tomto článku vysvetlíme všetky funkcie, užitočnosť a spôsob použitia balónovej sondy.
kľúčové vlastnosti
Činnosť tohto balónu sondy je založená na Archimedovom princípe. Využíva výhody stúpavého tlaku vyvíjaného plynom, ktorý je ľahší ako vzduch. Ako zvyčajne, Vodík alebo hélium sa používa v dostatočnom množstve, aby sa ohrievač mohol rozpínať v atmosfére. Má systém s dvoma hlavnými komponentmi: samotným balónom a takzvaným letovým vlakom, kde sú umiestnené prístroje potrebné na získanie informácií z vyšetrovania.
Pozrime sa, aké nástroje máte na získanie informácií:
- Má mechanizmus, ktorý slúži na oddelenie užitočného zaťaženia.
- Má a padák, aby sa mohol zotaviť a nástroje kúsok po kúsku a bez jeho poškodenia.
- Má komunikačný systém, ktorý umožňuje okamžité prijímanie a vysielanie príkazov pre svete, ako aj prístrojom na palube.
- Jeho telemetrický systém je schopný s veľkou presnosťou merať výšku, teplotu, tlak a polohu celého systému v akejkoľvek výške.
- Má pasívny reflektor ako radar.
- Má rôzne mechanizmy na výber predradníka.
- Jeho hlavným zdrojom energie sú batérie a na dlhšie cesty solárne panely.
V závislosti od povahy pozorovaní sa užitočné zaťaženie zvyčajne umiestňuje do kontajnerovej konštrukcie nazývanej gondola. Gondolu je možné použiť predovšetkým na ochranu meracích prístrojov. Táto svadba je zodpovedná za zmiernenie dopadu pri pristávaní alebo je užitočná ako integrácia veľmi presných zameriavacích mechanizmov alebo tlakových nádob.
Typy balónovej sondy
Existuje veľa typov balónových katétrov v závislosti od hlavného cieľa. Okrem odrôd, ktoré existujú z hľadiska tvaru, veľkosti, materiálu alebo konštrukčnej metódy, sa obmedzíme na rozdelenie typov sondových balónov podľa ich funkčnosti. Existujú otvorené a uzavreté balóniky sondy.
Otvorené balóniky sondy sú známe aj pod názvom nulový tlak. Ich spodná časť je otvorená takým spôsobom, že keď plyn stúpa, rozpína sa, až kým nedosiahne rovnovážny stav medzi vonkajším a vnútorným tlakom. Akékoľvek zvýšenie vnútorného tlaku v dôsledku ohrevu produkovaného slnkom sa automaticky kompenzuje prirodzeným odvetraním plynu z jeho spodnej časti alebo vetraním k nemu pripojených rúrok.
Uzavreté balóniky sondy sú tie, ktoré sú známe pod menom supertlak. Jedná sa o oddiely, ktoré sú úplne uzavreté a vodotesné, ktoré neprepúšťajú vzduch ani plyn. Ak dôjde počas výstupu k zvýšeniu vnútorného tlaku, je to podporené zosilnenou obálkou balóna. Táto obálka je schopná expandovať takým spôsobom, že dosiahne maximálny bod a vstúpi do rovnovážneho stavu, ktorý zabráni rastu.
Materiály a konštrukcia
Balón sondy je vyrobený z rôznych materiálov plastickej povahy. Jedným z nich je polyetylén a ďalšie viacvrstvové kompozície s rôznymi zlúčeninami z nich odvodenými. Spravidla je ošetrený filmami, ktoré sú hrubé iba niekoľko mikrónov. Vďaka tomu sú mimoriadne ľahké a odolné plasty, ktoré vydržia rôzne podmienky, aj keď sú pri manipulácii dosť jemné.
Na výrobu tohto typu balónika sondy sa narezávajú rôzne segmenty vyššie uvedeného materiálu a tieto sa spájajú určitým typom tepla s lepidlom, ktoré sa vyrába špeciálne na to, aby balónu priveľalo príliš veľkú váhu. Horná časť je pripevnená a je pridaná doska z plastového materiálu, ktorá bude slúžiť na namontovanie balónika pred spustením ventilu. To slúži na umožnenie úniku plynu. Na dne, je umiestnený hliníkový krúžok, ktorý ho zatvára, aj keď nie úplne, a zvyšok letového vlaku je zaháknutý.
Aby bolo možné vyrobiť tento typ balónu sondy, je potrebná obrovská infraštruktúra, ktorá má veľké pracovné priestory na rezanie a lepenie podvozku. V súčasnosti existuje niekoľko spoločností, ktoré sú schopné ich vybudovať. Trvá to asi milión metrov kubických a po dokončení majú úplnú plochu polyetylénu niekoľko hektárov.
Spustenie balónu sondy
Hlavným cieľom fázy štartu je dosiahnuť vertikálny zdvih bez poškodenia balóna. Existujú rôzne techniky vypúšťania. Každá z nich sa podstatne líši v závislosti od infraštruktúry, kde sa nachádza. Musíme brať do úvahy atmosférické podmienky, druh užitočného zaťaženia, ktoré sa má prepraviť, a objem balónu, ktorý sa má vystreliť.
Tieto typy štartu sa redukujú na dva typy: statický štart, pri ktorom je poloha nafúknutého balóna nastavená tak, aby prirodzene sedel na svojom náklade. Dynamické vypúšťanie je také, pri ktorom sa používa nosná raketa s bremenom pod balónom, zatiaľ čo sa zdvíha, aby mala prístup.
Počas výstupu sa balón začne nabíjať rýchlosťou súvisiacou s hmotnosťou súpravy a extra množstvom plynu, ktoré bublina je vstrekovaná počas inflácie, ktorá sa nazýva voľný impulz. Najnebezpečnejšou časťou letu je tá, kde dosiahne tropopauzu. Práve tu existuje teplotná inverzia, ktorá môže spôsobiť určité zlyhanie vlkov.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o balóne sondy.