Ein astronomisches Teleskop, das die Alterung ergänzen soll Hubble-Weltraumteleskop hob am 16. April 2023 von der Südinsel Neuseelands ab. Doch als eine Kugel von der Größe eines Fußballstadions lautlos und langsam über den Tauhinukorokio-Bergen aufstieg, gingen Anrufe von Anwohnern ein.
Die örtliche Polizei und Radiosender waren jedoch von der Nasa darüber informiert worden, dass der riesige Heliumballon die Zweitonnen heben würde SuperBIT Teleskop in den nächsten drei Stunden auf 40 km über dem Meeresspiegel. Die Mission, an der wir beteiligt waren, bestand darin, zu testen, ob ein von einem Ballon getragenes Teleskop erfassen kann Weltraumbilder mit ausreichend hoher Auflösung, um die unbekannte Substanz namens „ Dunkle Materiedas sind 85 % der gesamten Materie im Universum.
Die Beobachtungen und die anschließende Datenanalyse haben gezeigt, dass Ballonexperimente genauso nützlich sein können wie solche, die mit Raketen gestartet werden, aber viel billiger sind. Es liegt nun an Wissenschaftlern, Regierungsbehörden und privaten Unternehmen, das Beste daraus zu machen.
Für den nächsten Monat, Polare Stratosphärenwinde trug SuperBIT alle acht Tage um die Welt, hauptsächlich über dem Antarktischen Ozean, aber an der Spitze Südamerikas. Es ging dorthin, wo der Wind es trug, konnte aber in jede Richtung schauen.
Jeden Tag wurden die Batterien durch Sonnenkollektoren aufgeladen. Nachts fotografierte es den Himmel, einschließlich der Tarantelnebeleine 160.000 Lichtjahre entfernte Lichtquelle und 20.000 Mal weiter entfernte Galaxienhaufen.
Ohne Stativ verwendete SuperBIT Gyroskope, um jegliche Schwingungen zu stabilisieren (wir stellten fest, dass die Stratosphäre bemerkenswert ruhig ist … außer bei Turbulenzen über den Anden, wo SuperBIT einst 1.000 Fuß tief abstürzte). Es war das erste ballongestützte Teleskop, das dies erreichte Hubble-ähnliche Leistung für die kurzen Wellenlängen des Lichts, die für das menschliche Auge sichtbar sind.
Der Ballon und das Teleskop funktionierten weiterhin einwandfrei, doch die Satellitenkommunikationsverbindungen fielen nach und nach aus. Wir glauben, dass SuperBITs durch Strahlung beschädigt wurden Antennen. Wir könnten immer noch Daten herunterladen Festplatten fallen lassen, am Teleskop befestigt, am Boden. Aber letztendlich wollte die Nasa ihren Ballon zurück, also brachten wir das Teleskop mit dem Fallschirm nach Argentinien.
Das war SuperBITs fünfter Flugaufbauend auf zehn Jahren Arbeit.
Ballonvorteile
Im Gegensatz zu Orbitalmissionen können Ballonnutzlasten, wenn sie beim ersten Mal nicht funktionieren, repariert und neu gestartet werden. Dies fördert einfaches, kreatives Design. Komponenten haben sich jetzt bewährt Arbeit im Weltraum Dazu gehören Haargel (um Dinge zu halten), Hähnchenbratbeutel (um sie warm zu halten) und Teile von Bögen, die von olympischen Bogenschützen verwendet werden (um sie loszulassen).
Sowohl Misserfolg als auch Erfolg sind Gelegenheiten zum Lernen. Nach jedem Flug führen wir Reparaturen durch oder verbessern die Technologie. Da beispielsweise Kameras immer besser und günstiger werden, haben wir SuperBIT jedes Jahr mit einem neuen Sensor ausgestattet. All dies reduziert die Kosten.
Der größte Teil der Kosten der traditionellen Raumfahrt besteht darin, das Risiko eines Ausfalls zu mindern. Es sind immer Kompromisse zwischen Sicherheit, dem Schutz teurer Geräte und der Datenbeschaffung erforderlich.
Wenn eine Ballonmission schiefgeht, ist das meist weniger schlimm, weil wir die Ausrüstung zurückbekommen. SuperBIT wurde hauptsächlich von gebaut Kanadischer Ph.D. Studentendie bereits ein neues ausgegründet haben Technologieunternehmen.
Bei Ballons ist das Risikomanagement anders, und die NASA schafft nicht immer die richtige Balance. Warten auf „perfektes“ Wetter und den perfekt gestalteten Ballon hat 2017 alle Starts von Texas aus eingestellt. Physikalisch unmögliche Risikoberechnungen, wie etwa das dreimalige Platzen eines Ballons, hätten das Programm für 2023 beinahe zunichte gemacht.
Ein Ballon kann nur einmal platzen. Aber Frankreichs Und Kanadas Raumfahrtagenturen, die USA Nationales Zentrum für Atmosphärenforschung und der britische Science Research Council haben alle bewiesen, dass ein Ballon alle paar Tage neu gestartet werden kann. Die Risikobewertung kann realistischer sein. Ballonteams können den Prozess kontinuierlich testen, herumspielen und verbessern. Für Raketenstarts gibt es nur eine Chance.
Wachsendes internationales Interesse
Die Geographie ist wichtig für die Entwicklung eines erfolgreichen nationalen Ballonprogramms. Länder mit ausgedehnter Landmasse können kurze Flüge innerhalb ihres eigenen Luftraums durchführen, beispielsweise Kanada und die USA. Nordeuropäische Länder können nutzen stabile und zuverlässige Sommerwinde Flüge über den Atlantik auszuweiten, beispielsweise von Schottland nach Kanada.
Länder können auch vom Territorium von Partnerländern auf der ganzen Welt aus starten, beispielsweise vom Vereinigten Königreich Start aus Australien.
Auch die Geopolitik beeinflusst die Wahl der Flugroute: eine Lehre, die man daraus gelernt hat schurkischer chinesischer Ballon das 2023 über die USA flog und schließlich abgeschossen wurde. Das Überqueren des Luftraums eines Landes erfordert eine Genehmigung, und wir meiden Kriegsgebiete oder Konfliktgebiete, in denen der Ballon mit einem feindlichen Ziel verwechselt werden könnte. Dies ist einer der Gründe, warum wir von Neuseeland aus gestartet sind.
Das Interesse der Regierung an nationalen Ballonprogrammen nimmt zu, da neue Materialwissenschaften und Herstellungstechniken Ballons entwickelt haben, die Helium speichern und so Flüge von Tagen auf Monate verlängern. Die USA bekräftigten ihr Interesse an einem Regierungspapier 2023 Und Kanada, Frankreich Und Schweden haben seit langem etablierte Ballonprogramme.
Bis in die 1990er Jahre betrieb Großbritannien ein weltweit führendes Ballonprogramm. Durch die Aufgabe wurde die Chance vertan, Wissenschaftler und Ingenieure in Führungspositionen auszubilden. Britische Teams werden immer noch oft eingeladen, an französischen oder US-amerikanischen Satellitenmissionen teilzunehmen, aber wir leiten nicht mehr und entscheiden nicht mehr, was gebaut wird. Wir sehen kaum technische, geografische oder politische Hindernisse für die Wiederaufnahme eines Ballonprogramms im Vereinigten Königreich parallel zu den aufkommenden Raketenstarts.
Ballons sind hoch genug
Offiziell beginnt der Weltraum 100 km über dem Meeresspiegel. Aber es gibt keine magische Grenze, und kostbare kleine Atmosphäre über 40 km. Dort hören die Sterne auf zu funkeln und der Himmel ist schwarz. Astronomische Fotografien mit Langzeitbelichtung werden gestochen scharf und zeigen schwache, entfernte Objekte, die für Astronomen am Boden verschwommen sind.
Ballonkameras oder Spektrographen können auch nach unten blicken und sind hoch genug, um Erdbeobachtungen genau wie die von Satelliten zu erfassen. Sie können auch atmosphärische Messungen um sich herum durchführen, einschließlich der Ozonschicht in der Stratosphäre.
Ballons werden nicht alle Raketen ersetzen, da sie nicht höher als 40 km fliegen können. Und obwohl Helium ein ist endliche Ressource, Ballons sind „umweltfreundlicher“. Sie benötigen beim Start keinen Raketentreibstoff, tragen nicht zum wachsenden Weltraummüll im Orbit bei – und am Ende ihrer Lebensdauer verbrennen sie nicht in der Atmosphäre. Was kann man nicht mögen?
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