211service.com
Den amerikanska militären testar stratosfäriska ballonger som rider med vinden så att de aldrig behöver komma ner
Foto av Loon Ballon som flyger över bergen X företag | Lom
Idén om en ballong som svävar högt upp över jorden i oändlighet är en lockande. Solenergi skulle tillåta sådana stratosfäriska ballonger att fungera som billiga satelliter i utkanten av rymden, där de kan tillhandahålla kommunikation i avlägsna eller katastrofdrabbade områden, följa orkaner eller övervaka föroreningar till havs. En dag kunde de till och med ta med turister på resor nära rymden för att se planetens krökning.
Det är ingen ny idé. Faktum är att de ursprungliga stratosfäriska ballongerna flögs av NASA på 1950-talet, och byrån använder dem fortfarande för vetenskapsuppdrag. Och Projektlön , som ägs av Googles moderbolag Alphabet, har framgångsrikt distribuerat sådana ballonger för att tillhandahålla mobil kommunikation i efterdyningarna av orkanen Maria i Puerto Rico .
Det finns dock en stor hake: nuvarande ballonger skiftar med vinden och kan bara stanna i ett område några dagar åt gången. På stratosfärens höjd, cirka 60 000 fot (18 300 meter) upp, blåser vindar i olika riktningar på olika höjder. I teorin borde det vara möjligt att hitta en vind som blåser i vilken riktning som helst genom att bara ändra höjd. Men medan maskininlärning och bättre data förbättrar navigeringen, sker framstegen gradvis.
DARPA, den amerikanska militärens forskningsarm, tror att det kan ha knäckt problemet. Den testar för närvarande en vindsensor som kan göra det möjligt för enheter i dess Adaptable Lighter-Than-Air (ALTA) ballongprogram att upptäcka vindhastighet och riktning på långt avstånd och sedan göra de nödvändiga justeringarna för att stanna på ett ställe. DARPA har arbetat med ALTA under en tid, men dess existens avslöjades först i september.
Ball Aerospace
Genom att flyga högre hoppas vi kunna dra fördel av ett större utbud av vindar, säger ALTAs projektledare Alex Walan. ALTA kommer att fungera ännu högre än Loon på 75 000 till 90 000 fot (22 900 till 27 400 meter eller 14 till 17 miles), där vindarna är mindre förutsägbara. Det borde inte vara ett problem om ballongen kan se exakt var de gynnsamma vindarna är.
Vindsensorn, kallad Strat-OAWL (förkortning för stratospheric optical autocovariance wind lidar), är en ny version av en som ursprungligen designades för NASA-satelliter. Tillverkad av Ball Aerospace, OAWL lyser pulser av laserljus i luften. En liten del av strålen reflekteras tillbaka och det reflekterade laserljuset samlas upp av ett teleskop. Våglängden på det reflekterade ljuset ändras något beroende på hur snabbt luften det studsade tillbaka från rör sig, en förändring som kallas dopplerskifte. Genom att analysera denna förskjutning kan OAWL bestämma vindens hastighet och riktning.
Till skillnad från andra vindsensorer tittar OAWL åt två håll samtidigt, vilket ger en bättre indikation på vindhastighet och vindriktning.
Det är som att titta ut med två öppna ögon istället för ett, säger Sara Tucker, en lidar-systemingenjör på Ball Aerospace.
Tidigare versioner av OAWL flugit i flygplan har mätt vindar mer än 14 kilometer (8,6 miles) bort med en noggrannhet på bättre än en meter per sekund. Den största utmaningen med Strat-OAWL har varit att krympa den för att passa utrymmet, vikten och kraftkraven för ALTA-ballongerna.
Walan kunde inte diskutera militära roller för ALTA-teknik, men en högupplöst sensor permanent placerad 15 miles ovanför en krigszon skulle vara en användbar tillgång. Militära flygplan har tak på 60 000 till 65 000 fot, så de kan fånga ballonger av Loon-typ. Eftersom det kommer att flyga högre kommer ALTA att vara ett mycket knepigare mål. Ballongen kan ge säker kommunikation och navigering eller fungera som moderskepp för drönare.
ALTA:s testflygprogram har redan börjat, med flygningar på upp till tre dagar, och kommer att fortsätta med stadigt längre flygningar.
Tekniken kan också ha tillämpningar utanför militären. Vissa företag, som WorldView, talar om nära rymdturism, tar en passagerarkapsel till höjder där rymdens svärta och jordens krökning kan ses. Tillförlitlig navigering av det slag som tillhandahålls av OAWL skulle göra sådana resor till en mycket säkrare utsikter. Det kan också ge kommersiella flygplan ett verktyg för att upptäcka och undvika tydlig luftturbulens.
Själva ALTA-ballongen är tillverkad av Raven Aerostar, som också gör Loon-ballongerna. Företagets chef, Scott Wickersham, säger att den här typen av teknik tar oss mycket närmare ballonger som håller sig uppe på obestämd tid – och som kommer att göra alla möjliga tillämpningar möjliga.
'Jag tror att vi kommer att se en framtid där de stratosfäriska ballongerna kommer att vara lika vanliga som kommersiella flygplan är idag', säger han.