Prisiregistruokite gauti CNN Wonder Theory mokslo informacinį biuletenį. Tyrinėkite visatą su naujienomis apie nuostabius atradimus, mokslo pažangą ir kt.

Milžiniški saulės balionai buvo pasiųsti į orą 70 000 pėdų aukštyje, kad įrašytų Žemės stratosferos garsus, o mikrofonai paimdavo netikėtus garsus.

Pasak NASA, stratosfera yra antrasis Žemės atmosferos sluoksnis, o jo apatiniame lygyje yra ozono sluoksnis, kuris sugeria ir išsklaido saulės ultravioletinę spinduliuotę. Plonas, sausas stratosferos oras yra ta vieta, kur reaktyviniai lėktuvai ir oro balionai pasiekia didžiausią aukštį, o santykinai ramus atmosferos sluoksnis retai būna paveiktas turbulencijos.

Danielis Bowmanas, vyriausiasis Sandia National Laboratories Naujojoje Meksikoje mokslininkas, įgijo įkvėpimo magistrantūros mokykloje tyrinėti akustinį stratosferos kraštovaizdį po to, kai buvo supažindintas su ugnikalnių skleidžiamais žemo dažnio garsais. Šis reiškinys yra žinomas kaip ultragarsas ir jo negirdi žmogaus ausis.

Bowmanas ir jo draugai anksčiau buvo pritvirtinę kameras ant oro balionų, „kad galėtų fotografuoti juodą dangų viršuje ir žemę apačioje“, ir sėkmingai pastatė savo saulės balioną.

Jis pasiūlė prie balionų pritvirtinti infragarso registratorius ugnikalnių garsams įrašyti. Bet tada jis ir jo patarėjas Džonatanas Leesas iš Šiaurės Karolinos universiteto Chapel Hill suprato: „Pusę šimtmečio niekas nebandė dėti mikrofonų ant stratosferos balionų, todėl mes sutelkėme dėmesį į tai, ką ši nauja platforma galėtų padaryti“, – sakė Bowmanas. sakė. Liz yra Žemės, jūrų ir aplinkos mokslų profesorė, tyrinėjanti seismologiją ir vulkanologiją.

Jutikliai gali paimti dvigubai aukštesnius balionus nei komerciniai orlaiviai.

„Savo saulės balionuose užfiksavome paviršinius cheminius sprogimus ir palaidojimus, griaustinį, vandenyno bangas, sraigtasparnių katastrofas, miesto garsus, suborbitinių raketų paleidimus, žemės drebėjimus ir galbūt net krovininius traukinius ir reaktyvinius lėktuvus“, – elektroniniu paštu sakė Bowmanas. – Taip pat įrašėme neaiškios kilmės garsus.

Rezultatai buvo pasidalinti ketvirtadienį 184-asis Amerikos vokalų draugijos susitikimas Čikagoje.

Įraše, kuriuo Bowmanas pasidalino iš NASA baliono aplink Antarktidą, yra vandenyno bangų dūžtančių ultragarsų, kurie skamba kaip nuolatinis atodūsis. Tačiau kiti barškučiai ir ošimas yra nežinomos kilmės.

Žiūrėkite šį interaktyvų turinį CNN.com

Stratosferoje „kai kuriuose skrydžiuose kelis kartus per valandą sklinda paslaptingi ultragarso signalai, tačiau jų šaltinis visiškai nežinomas“, – sakė Bowmanas.

Bowmanas ir jo bendradarbiai atliko tyrimus naudodami NASA ir kitų aviacijos kosmoso tiekėjų balionus, tačiau nusprendė sukurti savo balionus, kurių kiekvieno atstumas yra nuo 19,7 iki 23 pėdų (6–7 metrų).

Prekių galima rasti techninės įrangos ir fejerverkų parduotuvėse, o balionus galima surinkti krepšinio aikštelėje.

„Kiekvienas balionas pagamintas iš tapytojo plastiko, gabenimo juostos ir medžio anglies dulkių“, – elektroniniu paštu sakė Bowmanas. Juos pagaminti kainuoja apie 50 USD, o dviejų žmonių komanda gali pastatyti vieną per maždaug 3,5 valandos. Saulėtą dieną jis tiesiog išnešamas į lauką ir pripildomas oro, ir jis pakels svarą naudingo krovinio iki maždaug 70 000 pėdų.

Balionų viduje tamsinti naudojamos medžio anglies dulkės, o saulei šviečiant tamsėjančius balionus viduje esantis oras įkaista ir tampa plūduriuojantis. Nebrangus ir paprastas „pasidaryk pats“ dizainas reiškia, kad mokslininkai gali paleisti kelis balionus, kad surinktų kuo daugiau duomenų.

„Tikrai, grupė gimnazistų turi galimybę lankytis mokyklos sporto salėje Galite sukurti saulės balionąTaip pat yra mobilioji programa „RedVox“, kuri gali įrašyti ultragarsus“, – sakė Bowmanas.

Bowmanas apskaičiavo, kad nuo 2016 m. iki šių metų balandžio mėnesio jis paleido dešimtis saulės balionų infragarso įrašams rinkti. Mikrometrai, iš pradžių sukurti ugnikalniams stebėti, buvo pritvirtinti prie balionų, kad būtų galima įrašyti žemo dažnio garsus.

Tyrėjai stebėjo savo balionus naudodami pasaulinę padėties nustatymo sistemą (GPS), nes jie galėjo nukeliauti šimtus mylių ir nusileisti nepatogiose vietose.

Iki šiol ilgiausias skrydis buvo 44 dienos NASA helio balionu, kuris užfiksavo 19 dienų duomenų, kol išsisėmė mikrofono baterijos. Tuo tarpu saulės balionų skrydžiai vasarą paprastai trunka apie 14 valandų ir nusileidžia saulei nusileidus.

Didesnio aukščio, kurį pasiekia balionai, pranašumas reiškia, kad triukšmo lygis yra mažesnis, o aptikimo diapazonas padidėja – ir galima pasiekti visą žemę. Tačiau balionai taip pat kelia iššūkių tyrėjams. Stratosfera yra ekstremali aplinka, kurioje laukiniai temperatūros svyravimai tarp karšto ir šalto.

„Saulės balionai yra šiek tiek lėti, o kai bandėme juos paleisti, sunaikinome krūmuose“, – sakė Bowmanas. „Turėjome žygiuoti kanjonais ir kalnais, kad gautume savo krovinius. Kažkada mūsų kolegos Oklahomos valstijos žmonės turėjo oro balioną, kuris nusileisdavo lauke, praleisdavo naktį ir vėl pakildavo į orą, kad skristų kitu. Visa diena!”

Keleto skrydžių oro balionu pamokos šį procesą šiek tiek palengvino, tačiau dabar didžiausias iššūkis tyrėjams yra identifikuoti skrydžių metu užfiksuotus signalus.

„Yra tiek daug skrydžių, kurie siunčia signalus, kad mes nesuprantame, iš kur jie ateina“, – sakė Bowmanas. „Tai beveik neabejotinai kasdieniška, galbūt turbulencijos vieta, smarki audra tolumoje ar koks nors žmogiškas dalykas, pavyzdžiui, krovininis traukinys, bet kartais sunku suprasti, kas vyksta, nes ten tiek mažai duomenų.

Sandia National Laboratories geofizikė Sarah Albert ištyrė „akustinį kanalą“ – kanalą, per atmosferą perduodantį garsus dideliais atstumais, esantį Bowmano studijų aukštyje. Ha Įrašuose užfiksuoti raketų paleidimai Ir kiti nepažįstami niurzgėjimai.

„Šis garsas gali būti įstrigęs kanale ir skambėti tol, kol jis visiškai užstrigs“, – sakė Bowmanas. „Bet ar jis yra arti ir gana tylus (kaip neramioje vietoje), ar toli ir garsus (kaip tolima audra), dar neaišku.

Bowmanas ir Albertas toliau tirs atmosferos akustinį kanalą ir bandys nustatyti, iš kur kyla stratosferos ūžesys ir kodėl kai kurie skrydžiai jį įrašo, o kiti ne.

Bowmanas nori suprasti garsinį stratosferos kraštovaizdį ir atrakinti pagrindines savybes, pvz., sezonų ir vietovių kintamumą.

Vieną dieną gali būti naudojamos heliu užpildytos šių balionų versijos Tyrinėkite kitas planetas, tokias kaip VeneraKelias dienas nešiodami mokslinius instrumentus virš planetos debesų arba tarp jų kaip bandomąjį skrydį didesnėms ir sudėtingesnėms misijoms.