Un globo de superpresión (SPB) es un estilo de globo aerostático en el que el volumen del globo se mantiene relativamente constante frente a los cambios en la presión ambiental fuera del globo y la temperatura del gas de elevación contenido . Esto permite que el globo mantenga una altitud estable durante períodos prolongados. Esto contrasta con los globos de volumen variable mucho más comunes, que están llenos solo parcialmente con gas de elevación o están hechos con materiales más elásticos. También conocidos como globos de calabaza o globos de ultra larga distancia (ULDB), los sobres sellados para globos tienen forma de calabaza a la altura de vuelo. [1] En un globo de volumen variable, el volumende los cambios de gas de elevación debido al calentamiento y enfriamiento en el ciclo diurno . El ciclo se magnifica por un efecto invernadero dentro del globo, mientras que el gas atmosférico circundante está sujeto a un cambio de temperatura cíclico mucho más limitado. A medida que el gas de elevación se calienta y se expande, aumenta el desplazamiento del gas atmosférico, mientras que el peso del globo permanece constante. Su flotabilidad aumenta y esto conduce a un aumento de altitud a menos que se compense con la ventilación de gas. Por el contrario, si el globo se enfría y cae, es necesario soltar lastre . Dado que tanto el lastre como el gas son finitos, existe un límite en cuanto al tiempo que un globo de volumen variable puede compensar para estabilizar su altitud. Por el contrario, un globo de superpresión cambiará de altitud mucho menos sin maniobras de compensación. [2]
Dado que el volumen del globo está más restringido, también lo es el volumen de aire desplazado por él. De acuerdo con el Principio de Arquímedes , la fuerza hacia arriba sobre el globo es igual al peso del gas ambiental desplazado. Pero el peso del gas atmosférico se reduce a medida que el globo se eleva, porque su densidad disminuye al aumentar la altitud . [3] Por lo tanto, la fuerza que empuja el globo hacia arriba disminuye con la altitud y, a cierta altura en particular, la fuerza hacia arriba será igual al peso del globo. Como resultado, el globo se mantendrá estable en un rango de altitud de equilibrio finito durante largos períodos.
La desventaja es que tales globos requieren materiales mucho más resistentes que los tipos no presurizados.
Aplicaciones
Los globos de superpresión (SPB) se utilizan típicamente para vuelos de larga duración de experimentos científicos no tripulados en la atmósfera superior , [2] donde la temperatura del gas atmosférico es bastante estable durante el ciclo diurno. [4] En 1985, estos globos se utilizaron para aerobots que volaban a una altitud de aproximadamente 50 kilómetros (160.000 pies) en la atmósfera de Venus , en el programa internacional Vega liderado por los soviéticos .
En febrero de 1974, el coronel Thomas L. Gatch Jr, USAR intentó realizar el primer cruce del Atlántico en globo en un globo de superpresión llamado Light Heart . Tras la pérdida de al menos dos de los diez globos que proporcionaron sustentación, y después de desviarse sustancialmente del curso que el coronel Gatch había planeado para aprovechar la corriente en chorro , el último avistamiento informado del Light Heart fue de 1.610 kilómetros (1.000 millas). al oeste de las Islas Canarias ; no se encontró más rastro de la aeronave. [5]
En marzo de 2015, la NASA lanzó un SPB a una altitud de 110.000 pies (34.000 m) durante 32 días desde Nueva Zelanda y aterrizó en Australia después de que se detectara una fuga. [6] Esta fue la primera vez que se hizo volar un SPB durante un período prolongado a lo largo del ciclo diurno y nocturno. Cuando estaba completamente inflado, tenía el tamaño de un estadio de fútbol.
El Proyecto Loon de Google utiliza globos de superpresión para lograr vuelos de más de 200 días. [7]
El SPB TRAVALB-2 superó los vuelos de globos antárticos anteriores al permanecer en el aire durante 149 días, 3 horas y 58 minutos después del lanzamiento desde el sitio del globo de larga duración (LDB) de la NASA en el campamento LDB, estación McMurdo , Antártida. La operación fue apoyada por la National Science Foundation y el Programa Antártico de los Estados Unidos . [8] Después del aborto del lanzamiento del Travalb-1, el Travalb-2 despegó el 29 de diciembre de 2019 para probar las predicciones de la trayectoria de los globos de la NASA en la Antártida y para estudiar las pérdidas de electrones de los cinturones de radiación de la Tierra. [9]
Ver también
Referencias
- ^ "Globos científicos" . NASA.gov . NASA . Consultado el 14 de julio de 2020 .
- ^ a b "Vuelo exitoso del prototipo de globo de superpresión de la NASA en la Antártida" . space-travel.com . 27 de enero de 2009.
- ^ Shelquist, Richard (2010). "Introducción a los cálculos de altitud y densidad del aire" . Ingeniería Shelquist .
- ^ Seidel, Dian J .; Libre, Melissa; Wang, Junhong (2005). "Ciclo diurno de la temperatura del aire superior estimada a partir de radiosondas" (PDF) . Revista de Investigaciones Geofísicas . Unión Geofísica Americana . 110 (D9). doi : 10.1029 / 2004JD005526 .
- ^ "Vuelo privado: intento de globo transatlántico" . Vuelo internacional . IPC Transport Press Ltd. 105 (3390): 263, 1974 . Consultado el 30 de junio de 2011 .
- ^ Chirgwin, Richard (28 de abril de 2015). "El 'OVNI' de la NASA hace estallar una fuga, aterriza en el interior de Australia: finalizó el vuelo del globo de presión súper, 32 días después del vuelo planeado de 100 días" . El registro .
- ^ "LinkedIn:" Conoce el sistema de vuelo P-496 " " . www.linkedin.com . Consultado el 24 de julio de 2019 .
- ^ "Sitio del globo de larga duración de la NASA (LDB) en el campamento LDB, estación McMurdo" . csbf.nasa.gov . NASA . Consultado el 14 de julio de 2020 .
- ^ "Campaña de la NASA en la Antártida (IV)" . stratocat.com . Stratocat.com . Consultado el 14 de julio de 2020 .
enlaces externos
- Globo de superpresión de la NASA
- Imagen de la NASA del día "Aloft" que muestra un globo de superpresión sobre la Antártida.
- Globo de superpresión de Nott