211service.com
Het Amerikaanse leger test stratosferische ballonnen die met de wind meegaan, zodat ze nooit naar beneden hoeven te komen
Foto van Loon Ballon die boven de bergen vliegt X bedrijf | Loon
Het idee van een ballon die voor onbepaalde tijd hoog boven de aarde zweeft, is verleidelijk. Door zonne-energie zouden dergelijke stratosferische ballonnen kunnen werken als goedkope satellieten aan de rand van de ruimte, waar ze kunnen zorgen voor communicatie in afgelegen of door rampen getroffen gebieden, orkanen volgen of vervuiling op zee in de gaten houden. Op een dag zouden ze zelfs toeristen kunnen meenemen op bijna-ruimtereizen om de kromming van de planeet te zien.
Het is geen nieuw idee. Inderdaad, de originele stratosferische ballonnen werden in de jaren vijftig door NASA gevlogen en het bureau gebruikt ze nog steeds voor wetenschappelijke missies. En Project Loon , eigendom van Google's moederbedrijf Alphabet, heeft met succes dergelijke ballonnen ingezet om mobiele communicatie te bieden in de nasleep van orkaan Maria in Puerto Rico .
Er is echter een groot probleem: de huidige ballonnen verschuiven met de wind en kunnen maar een paar dagen per keer in één gebied blijven. Ter hoogte van de stratosfeer, zo'n 18.300 meter hoog, waait de wind in verschillende richtingen op verschillende hoogten. In theorie zou het mogelijk moeten zijn om een wind in elke gewenste richting te vinden door simpelweg van hoogte te veranderen. Maar hoewel machine learning en betere gegevens de navigatie verbeteren, gaat de vooruitgang geleidelijk.
DARPA, de onderzoeksafdeling van het Amerikaanse leger, denkt dat het het probleem mogelijk heeft opgelost. Het test momenteel een windsensor waarmee apparaten in zijn Adaptable Lighter-Than-Air (ALTA) -ballonprogramma de windsnelheid en -richting op grote afstand kunnen detecteren en vervolgens de nodige aanpassingen kunnen maken om op één plek te blijven. DARPA werkt al een tijdje aan ALTA, maar het bestaan ervan werd pas in september onthuld.
Ball ruimtevaart
Door hoger te vliegen hopen we te profiteren van een grotere waaier aan winden, zegt ALTA-projectmanager Alex Walan. ALTA zal zelfs hoger opereren dan Loon op 75.000 tot 90.000 voet (22.900 tot 27.400 meter of 14 tot 17 mijl), waar de wind minder voorspelbaar is. Dat hoeft geen probleem te zijn als de ballon precies kan zien waar de gunstige wind staat.
De windsensor, Strat-OAWL genaamd (afkorting van stratosferische optische autocovariantie wind lidar), is een nieuwe versie van een die oorspronkelijk is ontworpen voor NASA-satellieten. Gemaakt door Ball Aerospace, OAWL schijnt pulsen van laserlicht in de lucht. Een klein deel van de bundel wordt teruggekaatst en het gereflecteerde laserlicht wordt opgevangen door een telescoop. De golflengte van het gereflecteerde licht verandert enigszins, afhankelijk van hoe snel de lucht waarvan het terugkaatste beweegt, een verandering die bekend staat als dopplerverschuiving. Door deze verschuiving te analyseren, kan OAWL de snelheid en richting van de wind bepalen.
In tegenstelling tot andere windsensoren kijkt OAWL in twee richtingen tegelijk, wat een betere indicatie geeft van windsnelheid en -richting.
Het is alsof je met twee ogen open naar buiten kijkt in plaats van één, zegt Sara Tucker, lidar-systeemingenieur bij Ball Aerospace.
Vorige versies van OAWL gevlogen in vliegtuigen winden hebben gemeten op meer dan 14 kilometer (8,6 mijl) afstand met een nauwkeurigheid van beter dan een meter per seconde. De grootste uitdaging met Strat-OAWL was om het te verkleinen om te voldoen aan de ruimte-, gewichts- en stroomvereisten van de ALTA-ballonnen.
Walan was niet in staat om militaire rollen voor ALTA-technologie te bespreken, maar een sensor met hoge resolutie die permanent 15 mijl boven een oorlogsgebied wordt geplaatst, zou een nuttige troef zijn. Militaire vliegtuigen hebben plafonds van 60.000 tot 65.000 voet, zodat ze Loon-achtige ballonnen kunnen onderscheppen. Omdat het hoger zal vliegen, zal ALTA een veel lastiger doelwit zijn. De ballon kan zorgen voor veilige communicatie en navigatie of fungeren als moederschip voor drones.
Het ALTA-testvluchtprogramma is al begonnen, met vluchten van maximaal drie dagen, en zal doorgaan met steeds langere vluchten.
De technologie heeft mogelijk ook toepassingen buiten het leger. Sommige bedrijven, zoals WorldView, hebben het over bijna-ruimtetoerisme, een passagierscapsule nemen naar hoogten waar de zwartheid van de ruimte en de kromming van de aarde te zien zijn. Betrouwbare navigatie van het soort dat door OAWL wordt aangeboden, zou dergelijke reizen een veel veiliger vooruitzicht maken. Het zou commerciële vliegtuigen ook een hulpmiddel kunnen bieden om heldere luchtturbulentie te herkennen en te voorkomen.
De ALTA-ballon zelf is gemaakt door: Raaf Aerostar, die ook de Loon-ballonnen maakt. De algemeen directeur van het bedrijf, Scott Wickersham, zegt dat dit soort technologie ons veel dichter bij ballonnen brengt die voor onbepaalde tijd in de lucht blijven - en dat zal allerlei toepassingen mogelijk maken.
'Ik geloof dat we een toekomst zullen zien waarin de stratosferische ballonnen net zo gewoon zullen zijn als commerciële vliegtuigen vandaag', zegt hij.