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Giganteschi palloni solari sono stati inviati a 70.000 piedi di altezza per registrare i suoni della stratosfera terrestre e i microfoni hanno raccolto alcuni suoni inaspettati.
La stratosfera è il secondo strato dell’atmosfera terrestre, e al suo livello inferiore si trova lo strato di ozono, che assorbe e disperde la radiazione ultravioletta del sole, secondo la NASA. L’aria sottile e secca della stratosfera, dove gli aerei a reazione e i palloni meteorologici raggiungono la loro massima altitudine, è uno strato atmosferico relativamente tranquillo raramente disturbato dalla turbolenza.
Daniel Bowman, scienziato principale presso il Sandia National Laboratory nel New Mexico, è stato attratto dall’esplorazione del paesaggio sonoro della stratosfera dopo essere stato introdotto ai suoni a bassa frequenza prodotti dai vulcani nella scuola di specializzazione. Questo fenomeno, chiamato infrasuoni, non è udibile dall’orecchio umano.
Bowman ei suoi amici avevano precedentemente installato telecamere su palloni meteorologici per “scattare foto del cielo nero sopra e della terra molto al di sotto” e hanno costruito con successo il proprio pallone solare.
Ha proposto di collegare registratori a infrarossi ai palloncini per registrare i suoni dei vulcani. Ma poi lui e il suo consulente, Jonathan Lees dell’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill, “si sono resi conto che nessuno aveva provato a mettere microfoni in palloni stratosferici per mezzo secolo, quindi siamo andati avanti per esplorare cosa poteva fare questa nuova piattaforma, “Disse Bowman. Lees è un professore di scienze della terra, dell’oceano e dell’ambiente che conduce ricerche in sismologia e vulcanologia.
I palloncini possono rilevare i sensori due volte più velocemente dei jet commerciali.
“Nei nostri palloni solari, abbiamo registrato esplosioni chimiche, tuoni, onde oceaniche che si infrangono, aerei a elica, suoni della città, lanci di razzi ausiliari, terremoti, treni merci e aerei a reazione”, ha detto Bowman via e-mail. “Abbiamo registrato suoni e la sua origine non è chiara.”
I risultati sono stati condivisi giovedì 184a riunione dell’Acoustical Society of America, Chicago.
In una registrazione condivisa da Bowman da un pallone della NASA in orbita in Antartide, l’infrasuono delle onde dell’oceano che si infrangono sembra un sospiro continuo. Ma altre esplosioni e rumori sono di origine sconosciuta.
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Bowman ha affermato che nella stratosfera “alcuni aerei hanno misteriosi segnali a infrarossi alcune volte all’ora, ma la fonte di questi è completamente sconosciuta”.
Bowman e i suoi collaboratori hanno condotto la ricerca utilizzando i palloni della NASA e altri fornitori di aviazione, ma hanno deciso di costruire i propri palloni, ciascuno di circa 19,7-23 piedi (da 6 a 7 metri) di diametro.
I materiali possono essere trovati nei negozi di ferramenta e articoli pirotecnici e i palloncini possono essere assemblati sul campo da basket.
“Ogni palloncino è fatto di plastica del pittore, nastro adesivo e polvere di carbone”, ha detto Bowman via e-mail. “Costano circa $ 50 da realizzare e un equipaggio di due uomini può costruirne uno in 3,5 ore. Se lo porti in un campo in una giornata di sole e lo riempi d’aria, può trasportare un carico utile di una libbra a circa 70.000 piedi.
La polvere di carbone viene utilizzata all’interno dei palloncini per scurirli e quando la luce del sole colpisce i palloncini oscurati, l’aria al loro interno si riscalda e galleggia. Il design fai-da-te economico e semplice consente ai ricercatori di rilasciare più palloncini per raccogliere quanti più dati possibile.
Mentor Star Engineering LLC/Sandia National Laboratories
Questa vista di una delle mongolfiere a energia solare dei Sandia National Laboratories è stata scattata a circa 13 miglia (21 chilometri) sopra la superficie terrestre.
“Essenzialmente, un gruppo di studenti delle scuole superiori con accesso a una palestra scolastica Si può realizzare un pallone solareE c’è persino un’app per telefoni cellulari chiamata RedVox che può registrare gli infrasuoni”, ha detto Bowman.
Bowman stima di aver lanciato diverse dozzine di palloni solari per raccogliere registrazioni di infrasuoni dal 2016 ad aprile di quest’anno. Microbarometri, originariamente progettati per monitorare i vulcani, sono stati attaccati a palloncini per registrare suoni a bassa frequenza.
I ricercatori hanno monitorato i loro palloni con il GPS mentre viaggiavano per centinaia di miglia e atterravano in luoghi scomodi.
Il volo più lungo fino ad oggi su un pallone ad elio della NASA è stato di 44 giorni, registrando 19 giorni di dati prima che le batterie del microfono si esaurissero. Nel frattempo, i voli in mongolfiera solare durano circa 14 ore in estate e atterrano dopo il tramonto.
01:22 – Fonte: CNN
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Il vantaggio dell’alta quota che raggiungono i palloni è che il livello di rumore è basso e il raggio di rilevamento è aumentato – ed è possibile accedere all’intera Terra. Ma i palloncini presentano sfide per i ricercatori. La stratosfera è un ambiente ostile con fluttuazioni di temperatura selvagge tra caldo e freddo.
“I palloni solari sono un po’ fragili, e ne abbiamo distrutti alcuni tra i cespugli cercando di lanciarli”, ha detto Bowman. “Abbiamo dovuto scendere attraverso valli e montagne per ottenere i nostri carichi utili. Una volta, i nostri colleghi dell’Oklahoma State hanno effettivamente fatto atterrare un pallone in un campo, hanno trascorso la notte e poi lo hanno lanciato di nuovo in aria per volare di nuovo tutto il giorno!
Le lezioni apprese da molti voli in mongolfiera hanno reso il processo in qualche modo più semplice, ma ora la sfida più grande per i ricercatori è identificare i segnali registrati durante i voli.
“Ci sono così tanti aerei con segnali di cui non capiamo l’origine”, ha detto Bowman. “Sono certamente banali, forse turbolenze, una forte tempesta lontana o una sorta di fattore umano, come un treno merci, ma a volte è difficile dire cosa sta succedendo perché non ci sono dati lì”.
Sarah Albert, geofisica dei Sandia National Laboratories, ha studiato un “canale del suono” – un percorso attraverso l’atmosfera che trasporta i suoni su grandi distanze – all’altitudine che Bowman sta studiando. suo I record catturano i lanci di razzi e altri rumori non identificati.
Laboratori Nazionali Randy Montoya/Sandia
I geofisici dei Sandia National Laboratories (da sinistra) Daniel Bowman e Sarah Albert mostrano il sensore a infrarossi e l’involucro utilizzato per proteggere i sensori dalle temperature estreme.
“Il suono rimane bloccato nel canale e riverbera fino a quando non è completamente distorto”, ha detto Bowman. “Ma non è ancora chiaro se sia vicino e molto silenzioso (come una turbolenza) o distante e rumoroso (come una tempesta lontana).
Bowman e Albert continueranno a studiare il canale del suono aereo per cercare di determinare da dove provengono i suoni nella stratosfera e perché alcuni aerei li registrano e altri no.
Bowman è interessato a comprendere il paesaggio sonoro della stratosfera e a sbloccare caratteristiche chiave come la variazione tra stagioni e luoghi.
Le versioni riempite di elio di questi palloncini potrebbero un giorno essere utilizzate Esplora altri pianeti come VenereTrasportare strumenti scientifici sopra o all’interno delle nuvole del pianeta per alcuni giorni come volo di prova per missioni più grandi e complesse.
