Vienoje izoliuotoje oro uosto stotyje, esančioje centrinėje JAV dalyje, technikas pasirodo iš nedidelės plytų skardos, sugriebusios oro balioną. Atminkite, kad tai ne tik bet koks gimtadienio šventės balionas, bet ir masyvi, balta, daugiau nei 5 pėdų (1,5 metro) skersmens rutulys. Pripildytas daugiau nei 300 kubinių pėdų (8,5 kubinių metrų) helio dujų, milžiniškas balionas prikišamas prie mokslininko rankos maždaug keturių svarų jėga. Kita vertus, mokslininkas sugriebia radiosondą, lengvą kartoninę dėžę, užpildytą moksliniais instrumentais, pririštą prie baliono dugno. Išėjęs į tuščią valymo įstaigą, jis švelniai paleidžia balioną ir radiosondą.
Balionui kylant tolyn nuo žemės, radiosondas jau sunkiai dirba, skleidžiant atmosferos informaciją atgal į duomenų centrus.
Po valandos oro balionas pakilo į beveik 100 000 pėdų (30 480 metrų). Tai yra stratosfera, priešpaskutinis atmosferos sluoksnis prieš kosminę erdvę. Žemiau Žemės ypatybes užtemdo storas debesų sluoksnis. Viršuje mėlynas dangus išblukęs iki tamsiai juodos. Tai gražus reginys, kurį mato tik saujelė astronautų ir bandomųjų pilotų.
Balionui šie kvapą gniaužiantys vaizdai bus paskutinės jo akimirkos. Visą kylant balioną plėtėsi. Gali būti, kad jis pradėjo kukliai, tačiau dabar, beveik 18 mylių (29 kilometrų) aukštyje, balionas išsipūtė iki judančio sunkvežimio dydžio. Ištemptas iki savo ribos, plonas baliono plonas kaučiukas sprogo ir siunčia mažytį radiosondą, plintantį atgal į Žemę. Per kelias sekundes vėjas sugauna nedidelį, oranžinį parašiutą ir sulėtina prietaiso nusileidimą. Po kelių valandų ir šimtus mylių nuo to, kur jis pirmą kartą pakilo, oro balionas paliečia žemę.
Kiekvieną dieną šimtai oro balionų visame pasaulyje vykdo šią dramatišką kelionę iš kosmoso. Praėjus daugiau nei 70 metų po to, kai mokslininkai atsiuntė pirmąjį eksperimentinį oro balioną, jie išlieka šiuolaikinių meteorologinių prognozių darbininkai. Nesvarbu, ar tai būtų įspėjimas apie tornadas, ar oro prognozė per 6 valandos naujienas, oro balionai yra tai, kas žmones ant žemės palaiko meteorologinius viršutinės atmosferos veiksnius.
Kokią informaciją renka oro balionas ir kaip jis įgyvendina šį žygdarbį? Perskaitykite toliau.
1785 m. Prancūzų balionistas Jeanas-Pierre'as Blanchard'as pakilo iš Paryžiaus į rekordinę kelionę per Lamanšo sąsiaurį. Amerikiečių gydytojas Johnas Jeffriesas, žinomas dėl oro stebėjimo, matė pasivažinėjimą žygiu. Virš Šiaurės Europos esančiame danguje Jeffriesas tikėjosi užfiksuoti kelis pirmus viršutinės atmosferos matavimus. Kai balionas pavojingai priartėjo prie kritimo į Lamanšą, Jeffriesas buvo priverstas mesti savo įrangą už borto, kad palengvėtų krovinys.
Šiandien oro balionai didžiąją dalį darbo atlieka už mus, leisdami ekspertams saugiai likti ant žemės. Vien tik JAV oro balionai du kartus per dieną paleidžiami iš 92 meteorologinių stočių. Tai iš viso sukuria 67 160 balionų per metus. Pasaulyje daugiau nei 900 meteorologinių stočių priklauso nuo oro balionų paleidimo.
Oro prognozuoti beveik neįmanoma, nežinant viršutinės atmosferos sąlygų. Gali būti saulėtas ir tylus jūros lygyje, tačiau esant 18 000 pėdų (5486 metrai) silpna audrų sistema netrukus gali virsti kažkuo pavojingesniu. Siųsdami reguliarias eskadrines balionų dalis, kad išmatuotų viršutinės atmosferos sąlygas, meteorologai gali stebėti alaus audrų skirtukus.
Prieš šimtmetį mokslininkai orą galėjo numatyti tik atlikdami matavimus ant žemės. Turėdami tokį ribotą duomenų rinkinį, geriausi meteorologai gali numatyti orą kelioms valandoms į ateitį. Tačiau naudodami oro balionus, mokslininkai gali iš anksto nustatyti oro sąlygas kelioms dienoms.
Ši informacija ne tik apsaugo bėgikus nuo lietaus, bet ir gelbsti gyvybes. Didelio aukščio orų duomenys yra labai svarbūs numatant artėjančias stichines nelaimes, tokias kaip tornadas, perkūnija ar staigūs potvyniai. Oro balionų dėka pareigūnai gali išnešti atsargas ir pagalbos darbuotojus į paveiktą teritoriją keliomis valandomis prieš prasidedant oro katastrofai.
Kaip ir raketų modeliai bei nuotoliniu būdu valdomi lėktuvai, oro balionai taip pat pateko į pomėgių rinką. 2009 m. Masačusetso technologijos instituto mokslininkai Oliveris Yehas ir Justinas Lee panaudojo oro balioną, aušintuvą, mobilųjį telefoną ir skaitmeninį fotoaparatą, kad nufotografuotų Žemę aukščiau nei 150 USD.
Netrukus kiti mėgėjai susikabino iš savo pačių kosminių kamerų. Žinoma, Yeh ir Lee perspėja, kad daiktų paleidimas į stratosferą gali būti pavojingas [šaltinis: „Icarus projektas“. Jei jis nėra aprūpintas tinkamais parašiutais, oro mėgėjų oro oro balionas gali tapti mirtinu sviediniu, jei jis nukris miesto vietoje. Balionai taip pat gali išprovokuoti katastrofą, jei jie pateks į praeinančio lėktuvo reaktyvinius variklius. Jei pradedate kurti savo aukšto aukščio mokslo projektą, įsitikinkite, kad laikėtės visų tinkamų atsargumo priemonių.
NASA taip pat dažnai naudoja specialiai suprojektuotus aukšto aukščio oro balionus eksperimentams arti kosmoso. Per meteorų dušą aukšto oro balionas gali surinkti kosmines dulkes, kurias skleidžia praeinančios kosminės uolienos. Paleisti paplūdimio rutulio dydžio „išmanieji“ balionai, kad būtų galima stebėti oro sąlygas aplink NASA įrenginius prieš raketos paleidimą [šaltinis: „Mullins“]. NASA netgi ėmė siųsti aukšto baliono oro balionus, kad galėtų nustatyti atmosferą aplink Marsą.
Kitame puslapyje atidžiau panagrinėsime oro baliono komponentus.
Važiavimas oro balionu
Kodėl radiosondams leidžiama smagiai? 1982 m. Liepos mėn. Sunkvežimio vairuotojas Larry Waltersas pririšo 42 oro balionus prie vejos kėdės, norėdamas išskristi iš Los Andželo, stebėdamas vėjo sroves virš dykumos ir saugiai atvykti pailsėti į Uolinius kalnus. Balionai turėjo daugiau kėlimo jėgos, nei Waltersas susitarė, tačiau per kelias minutes jo skraidanti vejos kėdė buvo pataikyta į vėsų 16 000 pėdų (4879 metrų) aukštį. Laimei, Waltersas turėjo oro pistoletą ir sugebėjo iššauti keletą oro balionų, saugiai nusileisdamas į Long Byčo, Kalifornija kieme.
Retkarčiais amerikiečių namų savininkas atsibunda norėdamas surasti oro balioną savo kieme. Keistas reginys: suplyšusios neopreno juostelės, susivyniojusios virvelės, susmulkintas parašiutas ir maža kartoninė dėžutė. Nenuostabu, kad oro balionai dažnai klysta dėl nežemiškų erdvėlaivių.
Svarbiausias viso mazgo komponentas yra radiosonde, batų dėžutės dydžio kartoninė dėžutė, supakuota su trim pagrindiniais atmosferos instrumentais:
Radiosonde taip pat turi mažos galios radijo siųstuvą, kuris perduoda visų trijų prietaisų duomenis atgal į žemės imtuvus. Maža baterija maitina radiosondą.
Radiosondo pranašumas yra tas, kad mokslininkams nereikia gauti prietaiso, kad gautų orų duomenis. 1920–30-aisiais, kai meteorologai naudojo aitvarus ar orlaivius, norėdami išmatuoti orų duomenis atmosferoje viršutinėje atmosferoje, specialistams reikėjo palaukti, kol orlaivis palies žemyn arba aitvaras bus suvyniotas, kad galėtų pradėti skaičiuoti orus.
Laikydami visą agregatą aukštai, iš jo pagamintas didelis balionas neoprenas, sintetinis kaučiukas. Balionai pripildomi helio arba vandenilio, atsižvelgiant į individualios paleidimo stoties pageidavimus. Vandenilis yra pigesnis, pasižymi geresne keliamąja galia ir lengvai išgaunamas iš vandens. Tačiau vandenilis taip pat yra labai degus - tai paskatino daugelį sprogimų drąsių oro stočių vietoj priimti helį.
Iš viso oro balionų surinkimas kainuoja apie kelis šimtus dolerių. Kita vertus, didelio aukščio raketa gali kainuoti kelis šimtus tūkstančių dolerių tik už vieną skrydį. Net lėktuvo skrydis aukštyje gali kainuoti tūkstančius dolerių per valandą. Dėl oro oro balionų santykinio pigumo daugiau nei šešis dešimtmečius jie tapo pagrindiniu prietaisu orų duomenims registruoti.
Artimi susitikimai
Kai daugybė tūkstančių oro balionų užplūs dangų, neišvengiama, kad kai kurie klysta dėl svetimų erdvėlaivių. Ryškiausias atvejis buvo 1947 m. Liepos mėn., Kai kariniai pareigūnai Roswell mieste, N. M., pribloškė pasaulį pranešimais, kad jie atgavo „skraidančio disko“ liekanas. Vėliau vyriausybės pranešimai parodė, kad šiukšlės buvo iš slapčiausio eksperimentinio baliono, naudojamo sovietų branduoliniams bandymams stebėti.
Izoliuotame lauke Australijos viduryje NASA pareigūnai lėtai pripūtė masyvią helio balioną, kuris į viršutinę atmosferą neštų 2 mln. USD gama spinduliuotės teleskopą. Vieta buvo puiki oro baliono paleidimui: lygi, sausa ir skaidri. Kol balionas nebuvo visiškai pripūstas, staigus vėjo gūsis užklupo balioną ir pasiuntė jį į kaimą. Įgulos nariai bėgo visam gyvenimui, kai teleskopas smogė į šalia esantį visureigį ir perlindo per tvorą, o po to subyrėjo į krūvą, esančią daugiau nei 492 pėdos (150 metrų).
Daugelio dalykų, kurie gali suklysti baliono paleidimo metu, akivaizdu, kad sunaikinimo pėdsakas yra vienas blogiausių. Kita vertus, dauguma oro balionų paleidžiami be kliūčių. Jungtinėse Amerikos Valstijose meteorologinės stotys paprastai turės vietoje esančią pašiūrę, pastatytą specialiai oro balionų pripūtimo tikslais. Norėdami paruošti balioną paleidimui, technikas pirmiausia pritvirtins balioną prie purkštuko ir pradės jį pripildyti helio arba vandenilio. Kai jis pildosi, jis patikrina radiosonde bateriją, suderina radijo įrangą ir pritvirtina visą mazgą kartu su ilgio nailono virve.
Kai balionas pripūstas maždaug iki jogos rutulio dydžio, technikas jį pririša ir paduoda į išorę. Eidamas oro balionu nedideliu atstumu nuo medžių, elektros linijų ir kitų kliūčių, jis jį švelniai pastums aukštyn.
Kai tik oro balionas pradeda plūduriuoti, radiosondoras pradeda veikti, perduodant duomenis į orų kompiuterius ant žemės. Realiu laiku šie kompiuteriai suskirsto duomenis į trijų dimensijų orų modelius ir išsiunčia juos į orų stotis visoje šalyje. Tuo tarpu žemės paviršiaus technikai radaro įranga seka kylantį oro balioną. Pažymėję kylančio baliono judėjimą į šonus, jie gali apskaičiuoti vėjo greitį ir kryptį skirtinguose aukščiuose.
Yra priežastis, kad oro balionai ne tik sklando kosmose. Kai balionas juda toliau nuo žemės, oro balionui išstumti yra mažiau oro. Esant mažesniam oro slėgiui, kad galėtų jį vėl suvaldyti, dujos baliono viduje plečiasi kylant jo aukščiui. Tačiau oro balionas gali išsiplėsti tik tiek, kad paprastai sprogs aukštyje virš 15 mylių (24,1 kilometro) - maždaug tris kartus aukščiau nei Everesto kalnas.
Jei radiosondui būtų leista tiesiog nugrimzti į žemę, jis galėtų mirtinai sužlugdyti žmonių gyvenvietes žemiau. Štai kodėl kiekvienas oro balionas turi mažą parašiutą, prijungtą prie laido, jungiančio radiosondą su balionu. Kai oro balionas kyla, parašiutas lieka sulankstytas oro srauto žemyn. Kai agregatas pradeda nusileisti, parašiutas prapūtė, lėtindamas oro balioną iki valdomos 22 mylių per valandą (9,8 metro per sekundę).
Didžiąją laiko dalį oro balionai po kelionės į kosminę erdvę tiesiog tampa šiukšlėmis. Jei balionus užklumpa ypač stiprus vėjo gūsis, jie gali nukeliauti kelis šimtus mylių - paliesdami bet kur nuo pelkėtos pelkės iki snieguotų Uolinių kalnų viršūnių. Siunčiant sraigtasparnius pasiimti beveik 200 oro balionų, paleistų į JAV kiekvieną dieną, tiesiog nėra biudžeto.
Tačiau kiekvieno radiosondo viduje yra didelis vokas, apmokamas už pašto paslaugas. Jei kada nors susidursite su senu oro balionu, tiesiog įdėkite jį į voką ir įmeskite į pašto dėžutę, o po kelių dienų jis bus grąžintas į Nacionalinę oro tarnybą vėl skristi.
Žudikių balionai
Mažėjančiomis Antrojo pasaulinio karo dienomis japonų kariškiai surinko bombas į oro balionų dugną ir pasiuntė plūduriuojančius link Kanados ir JAV. Japonai suprato, kad balionai užklupo miškų gaisrų ir mirtinų sprogimų bangą, sulėtindami amerikiečių pažangą per Ramųjį vandenyną. Japonijos propaganda pranešė, kad balionai nužudė 10 000 amerikiečių, tačiau iš tikrųjų vienintelis chaosas buvo šešių žmonių mirtis.
Orų oro balionai renka svarbius duomenis meteorologinių stočių vardu. Sužinokite, kaip oro balionai veikia „WordsSideKick.com“.