لماذا يريد شخص ما أن يجري تجربة باستخدام بالون؟

التحليق على متن بالون علي ارتفاع أكبر من 100000 قدم (حوالي 30.3 كم) يسمح بتوفير رؤية واضحة للمنطقة التي تعلو الغلاف الجوي. وهذا يمكن أن يسمح لمناظر ممتازة للسماء دون أي تدخل من الغلاف الجوي. وهو يشبه التواجد في الفضاء، لكن تكلفته أقل بكثير من الصواريخ أو تكلفة مهمة الفضاء. ويمكن أيضا نقل حمولات إضافية أصغر حجما Smaller “piggyback” payloads .

.

ما هي أنواع التجارب العلمية التي يتم إجراءها باستخدام بالون؟

البالونات تدعم أبحاث الفضاء و علوم الأرض. بعض التجارب هي أبحاث خاصة بالعلوم الأساسية، والبعض الآخر تستخدم لاختبار أنواع جديدة من الحساسات أو الأجهزة .

.

كيف يطير البالون؟

يطير البالون بسبب قوة الطفو Buoyancy Force . فقوة الطفو هي القوة الصافية التي تنتج عن الفرق بين كتلة الهواء المزاح والكتلة الكلية لمنظومة البالون Balloon System .

.

هل يحتاج البالون إلى نفخه بالكامل قبل الإطلاق؟ إن لم يكن يحتاج، لماذا؟

لا يتم نفخ البالون بالكامل قبل إطلاقه Launch . ولكت يتم وضع كمية محسوبة ومقاسة من الهيليوم Helium في البالون من شأنها أن تعطيه ما يكفي من الرفع Lift للخروج من الأرض والصعود إلى ارتفاع الطفو المطلوب Float Altitude . مع ارتفاع البالون، يتمدد الغاز داخل البالون بسبب انخفاض الضغط الجوي المحيطة بالبالون .

 

الغلاف الجوي على ارتفاعات الطفو يكون من 100 إلى 200 مرة أقل كثافة مما هو عليه على الأرض. إذا كان البالون منفوخا بشكل كامل على الأرض، فإن الغاز يحتاج إلى تنفيس للخارج وإهداره كلما تمدد الغاز (بالونات الضغط الصفري). في حالة بالونات الضغط الفائق (النظام المغلق)، فإن الغاز الزائد من شأنه أن يمارس ضغطا مفرطا على جدار البالون، ويمكن أن يؤدي في النهاية إلى تمزقه. البالون التي تم نفخها بشكل كامل على الأرض سيكون لها قوة الرفع كبيرة للغاية.

.

ما هي أعلى وأدنى ارتفاع تطير عنده بالونات ناسا؟

يبلغ أعلى ارتفاع حالي حققه بالون لناسا حوالي 160 ألف قدم. يرغب معظم العلماء عمومًا في الطيران فوق ارتفاع معين أو أعلى ارتفاع ممكن لتحسين جمعهم للبيانات العلمية. لا يوجد حد أدنى للارتفاع ولكن برنامج بالون ناسا يحاول عمومًا التحليق فوق 80000 إلى 90000 قدم. الجو على هذا الارتفاع بارد بشكل لا يصدق. إنه قريب من الفراغ عند ارتفاعات طفو البالون. عادةً ما يكون ضغط الجو بضعة من المليبار Millibars فقط.

.

ما السرعة التي يتحرك بها البالون بعد الإطلاق حتى يصل إلى ارتفاع الطفو؟

يرتفع البالون عادة بسرعة 1000 قدم في الدقيقة. يستغرق الوصول إلى ارتفاع الطفو الذي يبلغ 120 ألف قدم حوالي ساعتين.

.

ماذا يحدث خلال النهار لمنطاد في حالة طفو؟

البالون هو مركبة حرارية Thermal Vehicle . ترتفع درجة حرارتها أثناء النهار عند تعرضها لأشعة الشمس. عندما ترتفع حرارة بالون الضغط الصفري ، فإنه يخرج بعضًا من الهيليوم عبر قنوات التهوية لمنع زيادة الضغط بالداخل. يطير على ارتفاع أعلى قليلاً خلال النهار. لا يخرج بالون الضغط الفائق super-pressure balloon الغاز عندما ترتفع حرارته ، فزيادة درجة الحرارة تزيد من ضغطه الداخلي فقط.

.

ماذا يحدث في الليل لمنطاد في حالة طفو؟

مع عدم وجود طاقة شمسية في الليل ، يبرد البالون. عندما يبرد بالون الضغط الصفري ، سوف يطفو على ارتفاع منخفض لأن الهيليوم يمكن أن يرفع كتلة أقل عند درجة حرارة منخفضة. إذا كان البالون ينفخ الهيليوم أثناء النهار ، فسيقل ارتفاعه أيضًا. عادةً ما يتم إسقاط أثقال الموازنة Ballast لتقليل كتلة النظام ، ولمنع البالون من الطفو على ارتفاع منخفض جدًا في الليل. عندما يبرد بالون الضغط الفائق Super-Pressure Balloons ، ينخفض ضغط البالون الداخلي في البالون. تم تصميم بالونات الضغط الفائق بحيث تحتوي على بالون داخلي موجب ضئيل في الليل. إذا كان له ضغط داخلي إيجابي ، فسوف يستمر في الطيران على نفس الارتفاع حتى في الليل.

.

المصادر

 

1- Scientific Balloons FAQs – NASA

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوكو 

***************************************************************

 

مواضيع ذات صلة

 .

• ناسا – حقائق حول البالونات العلمية Scientific Balloons Facts

.

• أنواع البالونات العلمية Types of Balloons

.

• المدارات Orbits الفضائية وأنواعها

.

• نظام الإطلاق الجوي إلي المدار Air-Launch-to-Orbit

.

• شركة فيرجن أوربت وإطلاق الأقمار الصناعية بمساعدة طائرة

.

• سيناريوهات الإلتقاء الفضائي Space Rendezvous بمحطة الفضاء الدولية

.

• الطقس للإطلاق Weather to Launch

.

• النظام الصيني المتحرك KZ-1A لإطلاق الأقمار الصناعية

.

• كل شئ عن الصاروخ مومو MOMO أول صاروخ تجاري ياباني Commercial Rocket

.

• الإطلاق الفضائي من البحر

.

• إطلاق أصغر الصواريخ الحاملة للأقمار الصناعية في العالم

.

• صاروخ فضائي صيني ينافس صاروخ موسك

.