O que está sendo explorado na estratosfera?

Em 12 de abril, enviaremos nosso servidor para a estratosfera. Em breve, escreveremos em detalhes sobre o material técnico do nosso projeto " Space Data Center ". Enquanto isso, queremos falar sobre por que os voos para a estratosfera são usados ​​hoje.

NASA Research Stratostat

O espaço está muito mais próximo do que parece para nós. E essa não é uma bela metáfora: hoje o limite da atmosfera da Terra é aceito no nível de 100-122 km. No entanto, já a 30 km, na estratosfera, 99% da massa de ar permanece abaixo de você. O último por cento do ar é "espalhado" pelos 70-90 km restantes de altitude. Para comparação, ao nível do mar, a pressão atmosférica média é de cerca de 1000 milibares e a 30 km - cerca de 12 milibares. Como a estratosfera é o "escudo de ozônio", o nível de radiação solar é muito maior em sua parte superior. Somente a temperatura é eliminada da imagem harmoniosa de uma severidade quase sem ar: de -75 ° C por 12 km sobe para 0 ° C por 45 km (às vezes aquece a uma temperatura já de 30 km, embora geralmente aqui -20 ...- 10 ° C )

Devido à totalidade das condições, a faixa de altitude de 30 a 40 km é às vezes chamada de "precosmos" hoje e é usada ativamente para conduzir todos os tipos de estudos científicos que requerem influência atmosférica mínima. Ou seja, na estratosfera superior, você pode realizar pesquisas e testes de maneira barata, sem gastar dinheiro em um lançamento completo no espaço.

O primeiro balão estratosférico do mundo foi construído pelo cientista Auguste Picard para estudar os raios cósmicos. A natureza dos raios cósmicos até a década de 1940. permaneceu incerto. Estudos da interação dos raios cósmicos com a matéria usando emulsões nucleares geradas em esferas de sonda levaram, em particular, à descoberta de novas partículas elementares - o pósitron (1932), o múon (1936) e o π-meson (1947).

Hoje em dia, apesar do título de "pré-cosmos", a estratosfera é mais frequentemente usada para ... formar previsões do tempo. De acordo com conceitos modernos, os processos atmosféricos que ocorrem na estratosfera afetam muito o clima na Terra. Portanto, centenas de balões meteorológicos são lançados em todo o planeta todos os dias, às 12 e 24 horas, de uma só vez: são pequenos balões sob os quais estão presos pequenos blocos de hardware que, ao subirem na estratosfera, registram a temperatura e a umidade do ar, a velocidade e a direção do vento. As informações dos balões meteorológicos são coletadas em um único sistema de informações e são usadas nos modelos de previsão do tempo. Por exemplo, se hoje as massas de ar se deslocam da África para o norte-nordeste, a essa velocidade essa frente atmosférica aparecerá na Europa em alguns dias, e assim por diante.


Além disso, estão sendo realizados estudos na estratosfera em que a atmosfera está no caminho, e é muito caro ir além dela. E a atmosfera é geralmente perturbada pelos astrônomos. Na década de 1950, o primeiro telescópio estratosférico do mundo, com um diâmetro do espelho principal de 30 cm, foi lançado nos Estados Unidos, o que fez fotos incomparáveis ​​da coroa solar na época. Em 1966, uma plataforma de 8 toneladas com o observatório automático de Saturno partiu para voar na URSS para atirar em nossa estrela sob um balão estratosférico. O espelho principal de seu telescópio tinha 50 cm de diâmetro (embora tenha sido projetado estruturalmente para um espelho de um metro).



Além disso , telescópios que operam nos raios X e infravermelho voaram para a estratosfera; para eles, a influência da atmosfera é muito mais prejudicial, pois absorve esses tipos de radiação.


Outra tarefa interessante é o estudo das nuvens prateadas. Este é um fenômeno atmosférico raro que surgiu há cerca de 130 anos, logo após a erupção do vulcão Krakatau. Nuvens prateadas se formam a uma altitude de cerca de 80 km, apenas de maio a setembro e apenas em altas latitudes. Eles se tornam visíveis somente quando o sol está quase se pondo e estão 6–16 ° acima do horizonte.


Nuvens prateadas foram estudadas desde que foram vistas pela primeira vez em 1885. Ainda não se sabe exatamente de onde eles vêm. Segundo uma versão, a menor poeira de uma erupção vulcânica caiu na mesosfera e suas partículas condensam a umidade sob certas condições e se tornam visíveis. E por vários anos, surgiu uma nova hipótese de que o metano sobe na atmosfera superior, interage com a poeira cósmica e se transforma em cristais de gelo.

A estratosfera é de grande ajuda na exploração espacial. As condições são muito parecidas com as do espaço: a pressão é 100 vezes menor que o nível do mar, o alto nível de radiação solar, à medida que a temperatura aumenta, há uma queda de temperatura muito forte, o que também é característico do espaço: a diferença entre o lado "solar" e a "sombra" pode chegar a 170 graus.

Cartão usado para transportar bactérias em um estratostato

Assim, durante um dos eclipses solares, a NASA realizou um estudo do comportamento de bactérias em um ambiente semelhante a Marte. A atmosfera de Marte na superfície é cerca de 100 vezes menor que a Terra, com temperaturas mais baixas e muita radiação. Sob condições normais, a parte superior de nossa estratosfera é semelhante às condições marcianas e, durante um eclipse solar, a semelhança com Marte aumenta. A lua restringe a emissão de radiação e calor do sol, bloqueando certos raios ultravioletas, que são menos comuns na atmosfera de Marte, e diminuindo ainda mais a temperatura na estratosfera. Em geral, a estratosfera é uma excelente caixa de areia para testar vários equipamentos e materiais.

Outra área interessante da pesquisa estratosférica é o teste de sistemas de comunicações via satélite. Devido à esfericidade da Terra, o alcance da comunicação direta por rádio na superfície do planeta é limitado a cerca de 27 km, essa é a distância do horizonte. E se você pegar o transmissor na estratosfera, ele "atingirá" por várias centenas de quilômetros, isso é suficiente para testes em larga escala.

Além disso, experimentos biológicos são conduzidos na estratosfera: eles estudam a capacidade de vários organismos vivos sobreviverem em condições de alto nível radioativo, que sempre acompanham os astronautas fora de nossa atmosfera.

Mas as próprias pessoas são hóspedes raros a uma altitude de 30 km. Geralmente eles estão aqui apenas quando são transportados por um foguete. Nos anos 50 e 60, foram feitos vários saltos de paraquedas estratosféricos super-altos, mas nos últimos 40-50 anos houve apenas dois. O último deles, o mais sensacional, é o salto de Felix Baumgartner de uma altura de mais de 36 km.

O prazer é extremamente caro: você precisa de um grande balão estratosférico, uma cápsula de elevação, um traje espacial com um sistema de suporte à vida - todos juntos custam milhões de dólares.

Finalmente, uma das direções estratégicas da pesquisa é a busca de materiais estruturais que sejam mais eficazes em termos de volume, massa e resistência, uma vez que uma das tarefas mais difíceis e caras na criação de objetos orbitais e planetários destinados às pessoas é fornecer elementos grandes da Terra designs. E na estratosfera, o comportamento dos compósitos poliméricos está sendo estudado, a partir do qual no futuro eles planejam explodir (com cura subsequente) salas inteiras em órbita, lua ou Marte. Os cientistas descobriram como o material se comportava durante a cura, a que velocidade e quais propriedades ele adquiria. De fresco, você pode se lembrar do estudo do material de fibra de carbono .


Obviamente, nosso novo projeto “ Space Data Center ” custará muitas e muitas vezes mais barato que os experimentos mencionados. Agora, a todo vapor, está coordenando o lançamento com as autoridades responsáveis. A maioria dos equipamentos chegou, o servidor está montado e estamos vinculando os componentes.

Acompanhe as novidades no blog :)


Convidamos você a participar de nosso experimento e enviar sua mensagem em 12 de abril ao nosso servidor na estratosfera.