Wojsko USA testuje balony stratosferyczne, które poruszają się z wiatrem, aby nigdy nie musiały spadać

Zdjęcie Loon Ballon lecącego nad górami X firma | Gbur

Pomysł balonu, który w nieskończoność unosi się wysoko nad Ziemią, jest kuszący. Energia słoneczna pozwoliłaby takim balonom stratosferycznym działać jak tanie satelity na obrzeżach kosmosu, gdzie mogłyby zapewniać komunikację w odległym lub dotkniętym katastrofą obszarze, podążać za huraganami lub monitorować zanieczyszczenie na morzu. Pewnego dnia mogli nawet zabrać turystów na wyprawy w kosmos, aby zobaczyć krzywiznę planety.

To nie jest nowy pomysł. Rzeczywiście, oryginalne balony stratosferyczne były latane przez NASA w latach pięćdziesiątych, a agencja nadal używa ich do misji naukowych. i Płaca projektu , należąca do macierzystej firmy Google, Alphabet, z powodzeniem wdrożyła takie balony, aby zapewnić komunikację komórkową w następstwa huraganu Maria w Portoryko .

Jest jednak poważny szkopuł: obecne balony przesuwają się wraz z wiatrem i mogą przebywać w jednym miejscu tylko przez kilka dni. Na wysokości stratosfery, na wysokości 18300 metrów, wiatry wieją w różnych kierunkach na różnych wysokościach. Teoretycznie powinno być możliwe znalezienie wiatru wiejącego w dowolnym kierunku poprzez zmianę wysokości. Ale chociaż uczenie maszynowe i lepsze dane poprawiają nawigację, postęp jest stopniowy.

DARPA, ramię badawcze armii amerykańskiej, uważa, że ​​mogło rozwiązać problem. Obecnie testuje czujnik wiatru, który może umożliwić urządzeniom w programie balonu adaptowalnego lżejszy niż powietrze (ALTA) wykrywanie prędkości i kierunku wiatru z dużej odległości, a następnie dokonywanie niezbędnych korekt, aby pozostać w jednym miejscu. DARPA pracuje nad ALTA od jakiegoś czasu, ale jej istnienie ujawniono dopiero we wrześniu.

Piłka Aerospace

Lecąc wyżej, mamy nadzieję wykorzystać większy zakres wiatrów, mówi kierownik projektu ALTA, Alex Walan. ALTA będzie działać nawet wyżej niż Loon na 75 000 do 90 000 stóp (22 900 do 27 400 metrów lub 14 do 17 mil), gdzie wiatry są mniej przewidywalne. Nie powinno to stanowić problemu, jeśli balon dokładnie widzi, gdzie są sprzyjające wiatry.

Czujnik wiatru, zwany Strat-OAWL (skrót od stratosferycznego optycznego lidaru wiatru autokowariancji), jest nową wersją czujnika pierwotnie zaprojektowanego dla satelitów NASA. Wyprodukowany przez Ball Aerospace, OAWL wysyła w powietrze impulsy światła laserowego. Niewielka część wiązki jest odbijana z powrotem, a odbite światło lasera jest zbierane przez teleskop. Długość fali odbitego światła zmienia się nieznacznie w zależności od tego, jak szybko porusza się powietrze, z którego się odbiło, co nazywa się przesunięciem dopplerowskim. Analizując to przesunięcie, OAWL może określić prędkość i kierunek wiatru.

W przeciwieństwie do innych czujników wiatru, OAWL patrzy w dwóch kierunkach jednocześnie, dając lepsze wskazanie prędkości i kierunku wiatru.

To tak, jakby patrzeć z otwartymi oczami zamiast jednego, mówi Sara Tucker, inżynier systemów lidarowych w Ball Aerospace.

Poprzednie wersje OAWL latał samolotem zmierzyli wiatry w odległości ponad 14 kilometrów (8,6 mil) z dokładnością lepszą niż metr na sekundę. Głównym wyzwaniem związanym z Strat-OAWL było zmniejszenie go, aby pasował do wymagań dotyczących przestrzeni, wagi i mocy balonów ALTA.

Walan nie był w stanie omówić roli wojskowej w technologii ALTA, ale czujnik o wysokiej rozdzielczości na stałe umieszczony 15 mil nad strefą działań wojennych byłby użytecznym atutem. Samoloty wojskowe mają pułapy od 60 000 do 65 000 stóp, dzięki czemu mogą przechwytywać balony typu Loon. Ponieważ będzie lecieć wyżej, ALTA będzie znacznie trudniejszym celem. Balon mógłby zapewnić bezpieczną komunikację i nawigację lub pełnić funkcję statku-matki dla dronów.

Program lotów testowych ALTA już się rozpoczął, z lotami trwającymi do trzech dni i będzie kontynuowany ze stale dłuższymi lotami.

Technologia może mieć również zastosowania poza wojskiem. Niektóre firmy, takie jak WorldView, mówią o turystyce bliskiej kosmosu, zabranie kapsuły pasażerskiej na wysokości, na których widać czerń kosmosu i krzywiznę Ziemi. Niezawodna nawigacja, jaką zapewnia OAWL, sprawiłaby, że takie podróże byłyby znacznie bezpieczniejszą perspektywą. Może to również dać komercyjnym samolotom narzędzie do wykrywania i unikania turbulencji czystego powietrza.

Sam balon ALTA jest wykonany przez Kruk Aerostar, z których powstają również balony Loon. Dyrektor generalny firmy, Scott Wickersham, mówi, że tego rodzaju technologia znacznie przybliża nas do balonów, które pozostają w powietrzu w nieskończoność – a to umożliwi wszelkiego rodzaju zastosowania.

„Wierzę, że zobaczymy przyszłość, w której balony stratosferyczne będą tak powszechne, jak dzisiejsze samoloty pasażerskie” – mówi.

ukryć