El балонна сонда или стратосферният балон е балон, способен да се движи по стратосфера за улавяне на информация за околната среда. Стратосферата се намира на височина между 11 и 50 километра и е мястото, където се намира озоновият слой. Уникалността на балона на сондата е, че той служи като инструмент за научни изследвания, благодарение на способността да извършва стабилни полети за дълго време в голяма част от атмосферата. Други превозни средства като самолети или ракети със сонди не могат да останат достатъчно високи за периоди от време, за да получат достатъчно информация.
В тази статия ще обясним всички функции, полезност и как да използваме балонната сонда.
ключови характеристики
Работата на тази балонна сонда се основава на принципа на Архимед. Той се възползва от плаваемостта, упражнявана от газ, по-лек от въздуха. като цяло, водород или хелий се използва в достатъчно съотношение, за да можете да разширите нагревателя в атмосферата. Той има система с два основни компонента: самия балон и така наречения полетен влак, където са разположени необходимите инструменти за получаване на информация от разследването.
Нека да видим инструментите, с които разполагате, за да получите информация:
- Той има механизъм, който служи за разделяне на полезния товар.
- Той има a парашути, за да можете да възстановите инструментите малко по малко и без да ги повредите.
- Той има комуникационна система, за да може да получава и предава команди незабавно и за двете земното кълбо, както и инструментите на борда.
- Неговата телеметрична система е способна да измерва с голяма точност височината, температурата, налягането и положението на цялата система на всяка височина.
- Той има пасивен рефлектор като радар.
- Той има различни механизми за избор на баласт.
- Основният му източник на енергия са батерии и за по-дълги пътувания слънчеви панели.
В зависимост от естеството на наблюденията, полезният товар обикновено се поставя в контейнерна конструкция, която се нарича гондола. Гондолата може да се използва главно за защита на измервателни уреди. Този брак е отговорен за смекчаване на удара при кацане или е полезен като вграждане на много точни механизми за насочване или контейнери под налягане.
Видове балонна сонда
Съществуват множество видове балонни катетри в зависимост от основната цел. Освен разновидностите, които съществуват по отношение на формата, размера, материала или метода на изработка, ще се ограничим до разделянето на видовете балони със сонда според тяхната функционалност. Има отворени и затворени балони със сонда.
Балоните с отворена сонда са тези, известни също като нулево налягане. Те имат долната си част отворена по такъв начин, че когато газът се издига, той се разширява, докато достигне състояние на равновесие между външното и вътрешното налягане. Всяко повишаване на вътрешното налягане, дължащо се на нагряване, произведено от слънцето, автоматично се компенсира от естественото изпускане на газа през долната му част или от вентилационни тръби, прикрепени към нея.
Балоните със затворена сонда са тези, които са известни с името на свръхналягане. Това са отделения, които са напълно затворени и водонепроницаеми, които не позволяват навлизането на въздух или излизането на газ. Когато по време на изкачване настъпи повишаване на вътрешното налягане, то се поддържа от подсилената обвивка на балона. Тази обвивка е в състояние да се разшири по такъв начин, че да достигне максималната точка и да влезе в състояние на баланс, което не позволява да продължи да се издига.
Материали и конструкция
Балонът на сондата е конструиран от различни материали с пластмасова природа. Един от тях е полиетилен и други многослойни състави с различни съединения, получени от тях. Обикновено се обработва с филми с дебелина само няколко микрона. Това ги прави изключително леки и устойчиви пластмаси, които могат да издържат на различни условия, въпреки че са доста деликатни при работа.
За да се произведе този тип балон за сонда, различни сегменти се изрязват от материала, споменат по-горе, и се свързват заедно чрез някакъв вид топлина с лепило, което е специално произведено, за да прехвърли твърде много тежест върху балона. Горната част е прикрепена и добавена пластмасова пластина, която ще се използва за сглобяване на балона преди пускане на вентила. Това служи за изпускане на газа. на дъното, поставен е алуминиев пръстен, който го затваря, макар и не напълно, а останалата част от полетния влак е закачена.
За да може да се изгради този тип балон на сондата, се изисква огромна инфраструктура, която разполага с големи работни пространства за рязане и залепване на дъното. В момента има малко компании, които са в състояние да ги построят. Отнема приблизително обем близо милион кубически метра и след като завърши, имат цялостна полиетиленова площ от няколко хектара.
Изстрелване на балона на сондата
Основната цел на фазата на изстрелване е да може да се постигне вертикално повдигане, без да се повреди балонът. Има различни техники за изстрелване. Всеки от тях варира съществено в зависимост от инфраструктурата, където се намира. Трябва да вземем предвид атмосферните условия, вида полезен товар, който трябва да се транспортира, и обемът на балона, който ще бъде изстрелян.
Тези видове изстрелване се свеждат до два вида: статично изстрелване, при което позицията на надутия балон се регулира по такъв начин, че да лежи естествено върху товара си. Динамичното изстрелване е, при което се използва ракета-носител с полезния товар под балона, докато той се издига, за да постигне достъп до него.
По време на изкачването на балона той започва да се зарежда със скорост, свързана с теглото на комплекта и допълнителното количество газ, което балонът се инжектира по време на надуване, което се нарича свободен импулс. Най-опасната част от полета е тази, в която достига тропопаузата. Това е мястото, където има температурна инверсия, която може да причини някои повреди на балона.