Héliové balóny nabízejí nízkonákladové lety do stratosféry

Návod Helium party cz (Březen 2019).

Anonim

S využitím bezkonkurenčních technologií a inovativní ekonomiky začaly odlehčené heliové balóny nosit dálkově ovládané laboratoře na okraji prostoru a zpět a nabízely obchodní příležitosti pro nové typy vědeckých misí.

Je tu víc, než je ten oční vzduch. Plyny, které obklopují naši planetu, rozptylují světlé vlny, ztlumují jejich jas a míchají jejich barvy, jak vidí červené, pomeranče a fialky viditelné na obloze při západu slunce.

To dělá ze země bezpečné a malebné útočiště, ale také hlučné pro vědce, kteří studují své okolí.

"Při studiu atmosféry je nadmorská výška důležitá, " řekl profesor Klaus Pfeilsticker, fyzik z oblasti životního prostředí specializující se na techniky dálkového snímání na univerzitě v Heidelbergu v Německu.

Atmosféra zasahuje do všech signálů, které lze použít k jejímu průzkumu. Toto rozostří experimentální výsledky a je obzvláště obtížné určit výšku, na které se vyskytují letecké jevy.

Molekuly

Profesor Pfeilsticker se zaměřuje na to, jak plyny ovlivňují životní prostředí, pomocí heliových balónků, abychom zjistili, které molekuly se nacházejí nad námi a jak ovlivňují život níže.

Jeho práce se soustřeďuje na halogenové plyny, které se na první pohled zdají neškodné. Například dibrommethan a bromoform se vyrábějí v oceánech mikroskopickými mikroorganismy a jejich chemické vazby reagují tak rychle, že se zřídka pohybují daleko od ekosystémů, které je uvolňují.

Ale vzhledem k pravému zadnímu větru mohou stoupat 14 kilometrů nad oceány a způsobit zmatek v ozonové vrstvě.

Před čtyřmi lety prof. Pfeilsticker koordinoval výzkumný projekt financovaný EU, nazvaný SHIVA, který prokázal, že plyny obsahující halogen s krátkou dobou životnosti vyčerpávají tolik ozónu jako znečišťující látky zakázané Montrealským protokolem - mezinárodní dohodou na ochranu ozonové vrstvy z roku 1987.

Toto poškození je vyváženo přirozenou rychlostí, při níž se ozon reformuje. Vzhledem k tomu, že změna klimatu ohřívá oceány a proudy vzduchu, mohlo by dojít k dalšímu hromadění halogenových sloučenin do stratosféry a rozšíření otvoru v ozonové vrstvě způsoby, které bychom nemohli regulovat.

Konsorcium SHIVA dokázalo kvantifikovat dopad těchto krátkodobých plynů, protože výsledky zkontroloval na místě.

Partneři projektu létali letadla o výšce 12 kilometrů, aby sbíraly vzorky vzduchu nad mraky a kalibrovaly jejich měření na zemi, avšak podrobnosti o riziku vyžadují balónky s vysokou nadmořskou výškou.

Vzduch uvnitř ozonové vrstvy je příliš tenký, než aby letěl letadly, takže jediný způsob, jak provádět měření, je poutání přístrojů na raketu nebo pod balónem.

"Použitím výzkumného letadla se SHIVA podařilo propadnout dolní hranici ozonové vrstvy, " řekl profesor Pfeilsticker. "Na konci hlubšího porozumění budou vyžadovat vozidla, která se mohou vyšplhat do stratosféry."

Philipp Maier z Max Planckova institutu pro mimozemskou fyziku v Německu tvrdí, že balóny mohou nabídnout nejhospodárnější řešení.

"Heliové balóny mohou zvednout půl tuny vědeckého vybavení ve vzduchu více než 30 kilometrů, " řekl. To by přineslo nástroje pro chemickou analýzu přímo do srdce ozonové vrstvy.

K dnešnímu dni bylo hlavním omezením na observatořů umístěných na balonu jejich neohrabaná manévrovatelnost. V zásadě mohou heliové balóny plavat vysokým větrem do jakéhokoli místa na celém světě. V praxi znamená to, že zachytit správný proud vzduchu znamená odvzdušnění hélia nebo spouštění zátěže, což je těžký materiál používaný k zajištění stability při plovoucím pohybu.

Vědecké vybavení a neohrožená kontrola mají tendenci přenášet misí stratosférického balónu na několik dní, někdy škodí jejich nákladným nákladům a zvyšují bezpečnostní problémy dolů.

Dr. José-Luis Ortiz z Institutu astrofyziky Andalusie ve Španělsku je přesvědčen, že existuje technologie pro lepší řízení a bezpečnější přistání. Úkolem je zabalit ho do obchodovatelného produktu.

Systémy se dvěma balónky

"Existují chytřejší způsoby potápění a stoupání, " řekl Dr. Ortiz. "Systémy s dvěma balónky, ve kterých může jedna polovina expandovat, zatímco druhá zůstane pevná, by mohla například zastarávat zátěž."

Další přírůstkové zálohy by mohly prodloužit dobu letu a učinit užitečné zatížení balónu opakovaně. Dr. Ortiz uvádí miniaturizaci elektronických komponentů jako příklad toho, jak postupné zlepšování vytváří lehčí a levnější sestavování balónových nákladů. Jeho partneři ovládali vzdušné dalekohledy s použitím stejných počítačových čipů Raspberry Pi, které umožňují fanouškům vytvářet domácí roboty.

Jako součást projektu ORISON financovaného EU vědecké konsorcium vedené Dr. Ortizem spolupracuje s EY, největší účetní společností v Evropě. Společně pracují na obchodním plánu pro plovoucí nástroje do stratosféry.

"Dnešní vědci, kteří se pustili do balónových misí, musí vybudovat spoustu zařízení sami, " řekl Dr. Ortiz. ORISON si klade za cíl podnášet plně funkční observatoře, které svým klientům umožní zaměřit se na výzkum. Podle Dr. Ortizu je to srovnatelné s obchodním modelem pro mnoho pozemských teleskopů.

Zatímco výhodné lety do stratosféry mohou oslovit mnohé oblasti výzkumu, prvním cílovým publikem společnosti ORISON jsou astronomové. Projektoví partneři v letošním roce absolvovali zkušební lety, ve kterých odebrali stovky blízkých kontaktů s meteory.

Plovoucí dalekohledy nabízejí hvězdářům zřejmé příznivce stoupající nad oblačným počasím a zabraňují tomu, aby se signály absorbovaly v ultrafialovém a téměř infračerveném světle. "Je vzrušující nalézt vodu na jiných planetách, " řekla Maier.

menu
menu