Balon mendeteksi suara misterius di stratosfer bumi

Beberapa suara yang diambil balon memiliki sumber yang jelas; Gumaman rendah, mirip dengan desahan yang terdengar saat kerang tenang di telinga Anda, adalah suara yang jauh Gelombang laut saling bertabrakan. Tapi crackles intermiten lainnya menentang penjelasan.

kata Siddharth Krishnamurthy, teknolog penelitian di Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California.

kata Daniel Bowman, ilmuwan utama di Sandia National Laboratories, yang membuat dan meluncurkan balon bertenaga surya. Bowman mempresentasikan karya terbarunya minggu ini di Pertemuan ke-184 Masyarakat Akustik Amerika di chicago.

“Tapi lucu berbicara dengan orang sepertimu, ‘Tunggu, apa?’ Apakah Anda mendengar hal-hal? Dan tidak, kami tidak tahu apa itu.”

Memahami suara lebih dari pengejaran intelektual. Ilmuwan yang meluncurkan balon ke Bumi ingin menggunakan planet kita sebagai test bed untuk menginterpretasikan rekaman berbasis balon sehingga suatu hari kita dapat mengirim balon serupa untuk mempelajari dunia lain.

$50 untuk pita pengiriman, lembaran plastik, dan bubuk arang

Balon yang mengapung di stratosfer Bumi ternyata merupakan proyek berteknologi rendah yang mengejutkan.

Bowman membuat balon udara panas bertenaga surya menggunakan bahan biasa yang ditemukan di toko perangkat keras: lembaran plastik dan pita pengiriman pelukis, dengan bubuk arang yang ditaburkan di dalamnya. Agar kreasinya tidak tertukar dengan balon mata-mata atau interferensi pesawat, dia memberi tahu FAA tentang eksperimennya.

Matahari memanaskan udara di dalam balon, membuatnya tidak sepadat udara di luar, dan ia menghilang. Balon mencapai stratosfer tepat sebelum matahari terbenam, saat terjadi perubahan suhu yang menyebabkannya turun. Balon pergi ke mana pun angin bertiup – seseorang melakukan perjalanan jauh dari pusat New Mexico ke pinggiran kota Houston.

Bowman awalnya tertarik menggunakan balon untuk mengukur letusan gunung berapi di wilayah Bumi dengan sedikit pemantauan. Balon yang melayang di atas area vulkanik aktif dapat mendeteksi gelombang suara dari letusan dan memperingatkan pesawat untuk mengubah jalur penerbangannya.

Seperti apa getaran seismik Yellowstone pada seruling? Anehnya cantik.

Namun baru-baru ini, balon telah digunakan sebagai pemantau seismik di langit. Gelombang seismik dari gempa bumi bergerak melalui tanah, tetapi juga menciptakan gelombang suara yang bergerak melalui udara. Para ilmuwan baru-baru ini membuktikan bahwa itu mungkin untuk dideteksi Pengumpulan gempa dari dekat atau jauh menggunakan metode ini.

A Jaringan balon Itu mampu mengukur gempa besar berkekuatan 7,3 dari jarak hampir 2.000 mil. dari merapatkanBalon mampu mendeteksi gempa bumi yang jauh lebih kecil.

Mendemonstrasikan bahwa pengukuran semacam itu dapat bekerja dan akurat di planet yang sebagian besar dipahami oleh para ilmuwan akan memberikan kebenaran dasar untuk pengukuran ekstraterestrial di masa depan.

Tantangannya, kata Bowman, adalah “mencari tahu bagaimana melakukannya di Bumi, dan kemudian kita akan mengekspornya ke Venus.”

Pada 1980-an, ilmuwan Soviet meluncurkan balon di atas Venus sebagai bagian dari misi Vega 1 dan 2. Balon tersebut dimaksudkan untuk mengukur atmosfer, mengumpulkan dan mengirimkan data tentang 46 jam.

Sekarang akustik berbasis balon telah maju, para peneliti ingin kembali. Pertanyaan apakah Venus aktif secara vulkanik telah menjadi inti untuk mencoba memahami mengapa, meskipun mirip dengan Bumi, ia ternyata tidak dapat dihuni. Aktivitas di dalam planet bagian dalam terkait erat dengan bagaimana kondisi berevolusi di permukaan dan berkontribusi pada atmosfernya.

Tapi di planet yang permukaannya begitu panas dan tekanannya begitu tinggi, Instrumen seismik darat tidak akan bertahan lama cukup lama untuk melakukan pekerjaan. Atmosfer, di sisi lain, sedikit lebih lembut – lebih ringan, dengan tekanan yang lebih mungkin terjadi di ketinggian tempat balon Venus yang didukung helium mengapung, di suatu tempat setinggi sekitar 30 mil.

Kepadatan atmosfer memberi keuntungan bagi seismograf berbasis udara: akan lebih mudah mendeteksi gelombang tekanan dari peristiwa seismik.

Krishnamurthy mengatakan bahwa jika gempa berkekuatan 5 mengguncang Venus, misalnya, sinyal atmosfer yang ditangkap oleh balon akan menjadi sekitar 60 kali lebih kuat daripada gempa serupa di Bumi.

Hal ini menyebabkan Krishnamurthy dan Bowman berkolaborasi dalam mengusulkan balon bertenaga helium yang dapat terbang dalam misi Venus teoretis di masa depan. Namun, untuk saat ini, fokus mereka adalah memahami Bumi, di mana banyak aliran data dapat membantu mereka mengetahui arti sinyal.

Beberapa suara dibuat oleh manusia dan dapat dengan mudah dihilangkan, seperti gemuruh kereta api atau turbin angin. Di lain waktu, para ilmuwan mengirim balon ke peristiwa-peristiwa kacau yang diketahui untuk melihat seperti apa di stratosfer — mencoba menangkap guntur jika diperkirakan akan terjadi badai, atau meluncurkan balon di dekat area di mana terdapat banyak rekahan untuk melihat apakah mereka dapat mengukur gempa bumi. .

Dalam satu percobaan, para ilmuwan mengikat balon di tempatnya dan kemudian menjatuhkannya berulang kali palu seismikyang beratnya 13 metrik ton, di darat untuk menghasilkan gempa bumi kecil untuk dideteksi di balon.

“Di Venus, Anda tidak akan memiliki infrastruktur yang luar biasa ini di Bumi” untuk memeriksa pembacaan balon, kata Krishnamurthy. “Kamu terbang sedikit buta.”