بالن فشار بالای ناسا رکورد پرواز طولانی مدت را شکست

بالن فشار بالای ناسا رکورد پرواز طولانی مدت را شکست

چندین دهه است که ناسا در حال ارسال بالن‌های بزرگ به ارتفاعات بالا، به عنوان راهکاری کم هزینه جهت جمع آوری اطلاعات جوی است، اما این راهکار در فرم فعلی خود دارای محدودیت‌هایی است. یکی از این محدودیت‌ها پروازهای طولانی مدت در عرض‌های جغرافیایی معین است. ناسا در تلاش است تا به کمک بالن فشار بالای خود (SPB) بر این محدودیت غلبه کند، بالن یاد شده با هدف طراحی شده که در نهایت، بیش از ۱۰۰ روز و بصورت مداوم در آسمان باقی بماند. رصدخانه‌ی شناور مذکور در حال نزدیک شدن به این هدف است، این بالن پس از ۴۶ روز پرواز بر روی زمین فرود آمد و بدین ترتیب رکوردی جدید را در زمینه‌ی مدت زمان پرواز در عرض‌های جغرافیایی میانی برای بالنی از نوع خود، به ثبت رساند.

در حال حاضر، ناسا و دیگر پژوهشگران از آنچه که با نام بالن فشار صفر شناخته می‌شود، برای کاوش اتمسفر و بصورت گسترده‌تر دنیای ما و جهان هستی، استفاده می‌کنند. اطلاعاتی که آنها با استفاده از ابزارهای نصب شده بر روی بالن جمع آوری می‌کنند، می‌تواند در درک ما از شیمی جو مفید باشد، اما مشکل این است که با توجه به محدودیت‌های این بالن‌ها، بخصوص در زمینه‌ی پرواز در عرض‌های جغرافیایی میانی، آنها تنها به مدت دو هفته بصورت ممتد قادر به پرواز هستند.

دلیل محدودیت یاد شده این است که در طول روز، تابش خورشید، گاز هلیوم داخل بالن را گرم کرده و در نتیجه منجر به انبساط و فرار آن می‌شود. در نهایت، پس از غروب خورشید، بالن و گاز داخل آن شروع به خنک شدن می‌کنند و بالن نیز کاهش ارتفاع می‌دهد و گاهی اوقات، میزان کاهش ارتفاع به ۱۵.۲ کیلومتر می‌رسد. بنابراین بالن برای حفظ ارتفاع خود، باید روزانه در حدود ۸ درصد از وزنه‌های تعادل خود را رها کند و این موضوع عامل محدودیت مدت زمان پرواز است.

این موضوع در مناطق قطبی چندان مشکل‌ساز نیست، چرا که در این مناطق ثبات شرایط جوی، اجازه‌ی پرواز ممتد و به مدت دو هفته را نیز می‌دهد، اما شرایط در عرض‌های جغرافیایی میانی چندان مناسب نیست. در این شرایط است که بالن‌های فشار بالای ناسا وارد کار می‌شوند. این بالن ۵۳۲ هزار متر مکعبی از یک سیستم بسته که در آن هیچ گاز یا وزنه‌ی تعادلی آزاد نمی‌شود و هلیوم تحت فشار است، استفاده می‌کند. این سیستم به بالن اجازه می‌دهد تا در ارتفاع ثابتی شناور باشد و برای مدت زمان بیشتری در عرض‌های جغرافیایی میانی به پرواز خود ادامه دهد.

سفر انجام شده‌ی اخیر، دومین تست پرواز بالن فشار بالا بود، که در پی سفر ۳۲ روزه‌ی سال گذشته، انجام شد. این ماموریت در تاریخ ۱۷ ماه مه و از شهر واناکا در نیوزیلند آغاز شد و در تاریخ ۲ جولای به پایان رسید. مدت زمان ۴۶ روز و ۲۰ ساعت و ۱۹ دقیقه‌ای این سفر، آن را به طولانی‌ترین پرواز یک بالن تحقیقاتی زیادی در عرض‌های جغرافیایی میانی بدل کرده است و دستاورد بسیار مهمی در زمینه‌ی تلاش‌های ناسا در جهت ارسال ابزارهای پژوهشی به مناطق ناشناخته‌ی اتمسفر، به شمار می‌رود.

دبی فیربرادر، مدیر بخش توسعه‌ی بالن ناسا می‌گوید:

ما از مدت زمان پرواز بدست آمده در این ماموریت بسیار خرسند هستیم، طولانی‌ترین پرواز بالن ناسا، تا کنون، در عرض‌های جغرافیایی میانی. ما همچنان به تلاش خود در جهت دستیابی به مدت زمان‌ پرواز طولانی‌تر ادامه خواهیم داد، ۱۰۰ روز یا بیشتر و آنچه که از ماموریت امسال آموختیم، ما را در دستیابی به این هدف، یاری خواهد کرد.

این ماموریت در پرو و پس از آنکه اپراتورها تغییرات قابل توجهی را طی چند هفته‌ی پایانی در ارتفاع ثبت کردند، به پایان رسید. البته چنین رفتاری از یک بالن فشار صفر انتظار می‌رود. این حادثه که در طول شب رخ داد، بسیار قابل توجه بود چرا که بالن بر فراز طوفان‌های سرد و در دماهایی نزدیک به ۸۰ درجه‌ی سلسیوس زیر صفر پرواز کرد. این موضوع باعث شد که ارتفاع بالن از سطح زمین به میزان ۸۰ هزار پا (۲۴.۴ کیلومتر) برسد، در صورتیکه برای پرواز در ارتفاع ۱۱۰ هزار پا (۳۳.۵ کیلومتر)، طراحی شده بود.

به عقیده‌ی تیم طراح، یک توضیح برای این نوسانات، ممکن است گریز مقداری از گاز هلیوم در طول یکی از طوفان‌های شدید، قبل از بسته شدن سوراخ باشد. ناسا در حال حاضر مشغول بازیابی این بالن با هدف بررسی آن است.

فیربرادر می‌گوید:

بالن‌ها، وسایل نقلیه‌ی حرارتی هستند و تغییرات ارتفاع در طول دوره‌های سرمایش و گرمایش شدید، چندان غیر معمول نیست. با توجه به دوره‌های گهگاه تغییرات ارتفاعی که ثبت کردیم و مقداری که در زمان‌های مختلف مشاهده کردیم، بسیار مشتاق هستیم تا با بازیابی بالن به تحلیل و بررسی داده‌های پرواز و خود بالن بپردازیم.

اگرچه این ماموریت در درجه‌ی اول یک پرواز آزمایشی بود، اما با این حال باعث رسیدن ناسا به دستاوردهای مختلفی شده است. این نخستین بالنی بود که یک عرض میانی را بطور کامل دور زد و نخستین باری بود که بالن فشار بالا، یک محموله‌ی علمی و تحقیقاتی را در طول پرواز در عرض جغرافیایی میانی حمل کرده است. پروژه‌ی طیف‌سنج و تصویرساز کامپتون (COSI)، یک تیم پژوهشی از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی را قادر ساخته است اولین انفجار پرتوگاما خود را که نزدیک به ۱۰ ثانیه به طول انجامیده، شناسایی کنند. چنین درخشش‌هایی، نشان دهنده‌ی انفجارهای با انرژی بالا در کهکشان‌های دور دست هستند، شاید از جانب ابرنواخترها می‌آیند یا شاید ناشی از تشکیل سیاه چاله‌ها هستند.

فیربرادر می‌گوید:

این در اصل همواره یک پرواز آزمایشی بوده است. ما به دنبال فاز جدیدی از آنالیزها هستیم. ما هر درسی را که از این ماموریت گرفته‌ایم در ماموریت‌های آینده‌ی خود بکار خواهیم برد، همچنان که به دنبال دستیابی به هدف پرواز صد روزه‌ی خود هستیم.