ما الذي يتم استكشافه في الستراتوسفير؟

12 أبريل ، سوف نرسل خادمنا إلى الستراتوسفير. قريباً سنكتب بالتفصيل عن الحشو التقني لمشروعنا " مركز بيانات الفضاء ". في غضون ذلك ، نريد أن نتحدث عن سبب استخدام الرحلات الجوية إلى الستراتوسفير اليوم.

ناسا البحوث ستراتوستات

الفضاء هو أقرب بكثير مما يبدو لنا. وهذا ليس استعارة جميلة: اليوم يتم قبول حدود الغلاف الجوي للأرض على مستوى 100-122 كم. ومع ذلك ، بالفعل في 30 كم ، في الستراتوسفير ، لا يزال 99 ٪ من الكتلة الجوية تحتك. آخر واحد في المئة من الهواء هو "انتشار" على ما تبقى من 70-90 كم من الارتفاع. للمقارنة ، عند مستوى سطح البحر يبلغ متوسط ​​الضغط الجوي حوالي 1000 ملي ، وفي 30 كم - حوالي 12 مليبار. بما أن الستراتوسفير هو "درع الأوزون" ، فإن مستوى الإشعاع الشمسي أعلى بكثير في الجزء العلوي منه. يتم إخراج درجة الحرارة فقط من الصورة المتناغمة لخلو شديد من الهواء: من -75 درجة مئوية لمدة 12 كم ترتفع إلى 0 درجة مئوية لمدة 45 كم (وأحيانًا ترتفع درجة الحرارة إلى 30 درجة مئوية بالفعل ، على الرغم من عادة ما تكون هنا -20 ... - 10 درجة مئوية ).

نظرًا لمجمل الظروف ، يُسمى أحيانًا نطاق الارتفاع الذي يتراوح بين 30 و 40 كم "precosmos" اليوم ويستخدم بنشاط في جميع أنواع البحوث العلمية التي تتطلب الحد الأدنى من التأثير الجوي. أي أنه في الطبقة العليا من الستراتوسفير ، يمكنك إجراء البحوث والاختبار بثمن بخس دون إنفاق الأموال على الإطلاق الكامل في الفضاء.

تم بناء أول بالون استراتوسفير في العالم من قبل العالم أوغست بيكارد لدراسة الأشعة الكونية. طبيعة الأشعة الكونية حتى الأربعينيات. بقي غير واضح. أدت دراسات تفاعل الأشعة الكونية مع المادة باستخدام المستحلبات النووية التي أثيرت على كرات التحقيق ، على وجه الخصوص ، إلى اكتشاف جسيمات أولية جديدة - البوزيترون (1932) ، والميون (1936) ، وميسون (1947).

في الوقت الحاضر ، على الرغم من عنوان "ما قبل الكون" ، يستخدم الغلاف الجوي في معظم الأحيان ... لتشكيل توقعات الطقس. وفقًا للمفاهيم الحديثة ، فإن العمليات الجوية التي تحدث في الستراتوسفير ، تؤثر كثيرًا على الطقس على الأرض. لذلك ، يتم إطلاق مئات بالونات الطقس في جميع أنحاء الكوكب يوميًا ، في الساعة 12 و 24 ، في وقت واحد: إنها بالونات صغيرة يتم بمقتضاها ربط وحدات الأجهزة الصغيرة ، والتي ، أثناء ارتفاعها في الستراتوسفير ، تسجل درجة حرارة الهواء والرطوبة ، وسرعة الرياح واتجاهها. يتم جمع المعلومات من بالونات الطقس في نظام معلومات واحد ويتم استخدامها في نماذج التنبؤ بالطقس. على سبيل المثال ، إذا تحركت الكتل الهوائية اليوم من إفريقيا إلى الشمال - الشمال الشرقي ، فعند هذه السرعة ستكون هذه الجبهة الجوية في أوروبا في غضون يومين ، وهكذا.


أيضًا ، تُجرى الدراسات في الستراتوسفير الذي يسير فيه الجو ، وهي مكلفة للغاية لتجاوزه. وعادة ما يزعج الجو علماء الفلك. في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم إطلاق أول تلسكوب استراتوسفيري في العالم يبلغ قطره المرآة الرئيسية التي يبلغ طولها 30 سم في الولايات المتحدة ، والتي قدمت صوراً لا تضاهى من الهالة الشمسية في ذلك الوقت. في عام 1966 ، انطلقت منصة بوزن 8 أطنان مع مرصد ساتورن الأوتوماتيكي لتطير في الاتحاد السوفيتي لإطلاق النار على نجمنا تحت بالون الستراتوسفير. كان قطر المرآة الرئيسية لتلسكوبها 50 سم (على الرغم من أنها مصممة هيكليا لمرآة طولها متر).



أيضا ، تم نقل التلسكوبات العاملة في مجال الأشعة السينية ونطاقات الأشعة تحت الحمراء إلى طبقة الستراتوسفير ؛ بالنسبة لهم ، فإن تأثير الغلاف الجوي هو أكثر ضررا ، لأنه يمتص هذه الأنواع من الإشعاع.


مهمة أخرى مهمة هي دراسة السحب الفضية. هذه ظاهرة نادرة في الغلاف الجوي ظهرت منذ حوالي 130 عامًا ، بعد وقت قصير من اندلاع بركان كراكاتاو. تتشكل السحب الفضية على ارتفاع حوالي 80 كم ، فقط من مايو إلى سبتمبر وفقط عند خطوط العرض العليا. تصبح مرئية فقط عندما تكون الشمس قد غرقت تقريبًا وتكون أعلى من الأفق بمقدار 6-16 درجة.


تمت دراسة السحب الفضية منذ ظهورها لأول مرة عام 1885. لا يزال غير معروف بالضبط من أين أتوا. وفقًا لإحدى النسخ ، فإن أصغر غبار ناتج عن ثوران بركاني وقع في منطقة الميسوسفير ، وتكثف جزيئاته الرطوبة تحت ظروف معينة وتصبح مرئية. ولعدة سنوات ، ظهرت فرضية جديدة مفادها أن الميثان يرتفع في الجو العلوي ، ويتفاعل مع الغبار الكوني ويتحول إلى بلورات ثلجية.

الستراتوسفير هو مساعدة كبيرة في استكشاف الفضاء. تتشابه الظروف هناك تمامًا مع ظروف الفضاء: الضغط أقل 100 مرة من مستوى سطح البحر ، وارتفاع مستوى الإشعاع الشمسي ، مع ارتفاع درجة الحرارة ، وهناك انخفاض شديد في درجة الحرارة ، وهو ما يميز الفضاء أيضًا: يمكن أن يصل الفرق بين الجانب "الشمسي" و "الظل" إلى 170 درجة.

بطاقة تستخدم لنقل البكتيريا على ستراتوستات

لذلك خلال إحدى حالات الكسوف الشمسي ، أجرت ناسا دراسة لسلوك البكتيريا في بيئة مماثلة لمريخ. الغلاف الجوي للمريخ على سطح الأرض أقل بحوالي 100 مرة من سطح الأرض ، مع درجات حرارة أكثر برودة وكثير من الإشعاع. في ظل الظروف العادية ، يشبه الجزء العلوي من الستراتوسفير ظروف المريخ ، وخلال الكسوف الشمسي يزداد احتمال ظهور المريخ. يقيد القمر انبعاث الإشعاع والحرارة من الشمس ، ويمنع أشعة فوق بنفسجية معينة ، وهي أقل شيوعًا في الغلاف الجوي للمريخ ، وتخفض درجة الحرارة في الستراتوسفير. بشكل عام ، يكون الستراتوسفير رملًا ممتازًا لاختبار المعدات والمواد المختلفة.

هناك مجال آخر مثير للاهتمام للبحث في الستراتوسفير وهو اختبار أنظمة الاتصالات الساتلية. بسبب كروية الأرض ، يقتصر نطاق الاتصال اللاسلكي المباشر على سطح الكوكب على بعد حوالي 27 كم ، وهذه هي المسافة إلى الأفق. وإذا التقطت جهاز الإرسال في الستراتوسفير ، فسوف "يضرب" لعدة مئات من الكيلومترات ، وهذا يكفي لإجراء اختبارات واسعة النطاق.

كذلك ، تُجرى تجارب بيولوجية في الستراتوسفير: فهي تدرس قدرة الكائنات الحية المختلفة على البقاء في ظروف ذات خلفية إشعاعية عالية ، تصاحب رواد الفضاء دائمًا خارج الغلاف الجوي.

لكن الناس أنفسهم ضيوف نادرون على ارتفاع 30 كم. عادة ما يكونون هنا فقط عندما يتم نقلهم بواسطة صاروخ. في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي ، تم صنع العديد من القفزات المظلية الستراتوسفيرية العالية ، ولكن في الأربعين إلى الخمسين سنة الماضية كان هناك اثنان فقط. آخرها ، الأكثر إثارة ، هو قفزة فيليكس بومغارتنر من ارتفاع أكثر من 36 كم.

البهجة مكلفة للغاية: تحتاج إلى بالون كبير من الستراتوسفير ، وكبسولة للرفع ، وملابس فضائية مع نظام لدعم الحياة - وكلها تكلف ملايين الدولارات.

أخيرًا ، يتمثل أحد الاتجاهات الإستراتيجية في البحث في البحث عن المواد الإنشائية الأكثر فاعلية من حيث الحجم والكتلة والقوة ، نظرًا لأن إحدى أصعب المهام وأكثرها تكلفة في إنشاء كائنات مدارية وكواكبية مخصصة للبقاء هي توفير عناصر كبيرة من الأرض الهياكل. وفي الستراتوسفير ، تجري دراسة سلوك مركبات البوليمرات ، والتي يخططون منها في المستقبل لتفجير غرف بأكملها في المدار أو القمر أو المريخ. اكتشف العلماء كيف تصرفت المادة أثناء المعالجة ، وبأي سرعة ، وما هي الخصائص التي حصلت عليها. من جديد ، يمكنك أن تتذكر دراسة مادة ألياف الكربون .


بالطبع ، سيتكلف مشروعنا الجديد " مركز بيانات الفضاء " عدة مرات أرخص بكثير من التجارب المذكورة. الآن على قدم وساق تنسق إطلاق مع السلطات المسؤولة. وصلت معظم المعدات ، يتم تجميع الخادم ونربط المكونات مع بعضها البعض.

متابعة الأخبار على بلوق :)


ندعوك للمشاركة في تجربتنا وإرسال رسالتك في 12 أبريل إلى خادمنا في الستراتوسفير.

Source: https://habr.com/ru/post/ar447248/


All Articles