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Giganteschi palloni solari sono stati inviati a 70.000 piedi in aria per registrare i suoni della stratosfera terrestre e i microfoni hanno raccolto alcuni suoni inaspettati.

La stratosfera è il secondo strato dell’atmosfera terrestre e il suo livello inferiore contiene lo strato di ozono, che assorbe e disperde la radiazione ultravioletta dal sole, secondo la NASA. L’aria rarefatta e secca della stratosfera è dove gli aerei a reazione e i palloni meteorologici raggiungono la loro massima altitudine, e lo strato relativamente calmo dell’atmosfera è raramente influenzato dalla turbolenza.

Daniel Bowman, scienziato principale presso i Sandia National Laboratories nel New Mexico, si è ispirato alla scuola di specializzazione per esplorare il paesaggio acustico della stratosfera dopo essere stato introdotto ai suoni a bassa frequenza generati dai vulcani. Questo fenomeno è noto come ultrasuoni e non è udibile dall’orecchio umano.

Bowman ei suoi amici avevano precedentemente montato telecamere su palloni meteorologici “per scattare foto del cielo nero sopra e della terra sotto” e avevano costruito con successo il proprio pallone solare.

Ha suggerito di attaccare i registratori di infrasuoni ai palloni per registrare i suoni dei vulcani. Ma poi lui e il suo consulente Jonathan Lees dell’Università della Carolina del Nord, Chapel Hill, si sono resi conto: “Nessuno aveva provato a mettere microfoni su palloni stratosferici per mezzo secolo, quindi ci siamo concentrati sull’esplorazione di ciò che questa nuova piattaforma potrebbe fare”, Bowman disse. Liz è una professoressa di Scienze della Terra, Marine e Ambientali che si occupa di sismologia e vulcanologia.

I sensori possono portare palloncini due volte più alti degli aerei commerciali.

“Sui nostri palloni solari, abbiamo registrato esplosioni chimiche superficiali e sepolture, tuoni, onde dell’oceano, incidenti con elicotteri, suoni della città, lanci di razzi suborbitali, terremoti e forse anche treni merci e aerei a reazione”, ha detto Bowman via e-mail. “Abbiamo anche registrato suoni di origine poco chiara.”

I risultati sono stati condivisi giovedì 184a riunione dell’American Vocal Society a Chicago.

La registrazione che Bowman ha condiviso da un pallone della NASA intorno all’Antartide contiene gli ultrasuoni dello schianto delle onde dell’oceano, che suonano come un sospiro continuo. Ma altri sonagli e fruscii hanno origini sconosciute.

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Nella stratosfera, “ci sono misteriosi segnali ultrasonici che si verificano alcune volte all’ora su alcuni voli, ma la loro fonte è completamente sconosciuta”, ha detto Bowman.

Bowman e i suoi collaboratori hanno svolto ricerche utilizzando palloni della NASA e altri fornitori aerospaziali, ma hanno deciso di costruire i propri palloni, ciascuno con una portata di circa 19,7-23 piedi (da 6 a 7 metri).

Le forniture possono essere trovate nei negozi di ferramenta e fuochi d’artificio e i palloncini possono essere assemblati su un campo da basket.

“Ogni palloncino è fatto di plastica da pittore, nastro adesivo e polvere di carbone”, ha detto Bowman via e-mail. Costano circa $ 50 e una squadra di due persone può costruirne una in circa 3,5 ore. Uno semplicemente lo porta in un campo in una giornata di sole e lo riempie d’aria, e trasporterà una libbra di carico utile a circa 70.000 piedi.

La polvere di carbone viene utilizzata all’interno dei palloncini per scurirli e quando il sole splende sui palloncini oscuranti, l’aria all’interno si riscalda e diventa vivace. Il design fai-da-te economico e facile significa che i ricercatori possono rilasciare diversi palloncini per raccogliere quanti più dati possibile.

“Davvero, un gruppo di studenti delle scuole superiori ha accesso alla palestra della scuola Potresti costruire un pallone solareE c’è anche un’app mobile chiamata RedVox che può registrare gli ultrasuoni”, ha detto Bowman.

Bowman stima di aver lanciato dozzine di palloni solari per raccogliere registrazioni di infrasuoni tra il 2016 e l’aprile di quest’anno. I micrometri, originariamente progettati per monitorare i vulcani, sono stati attaccati ai palloncini per registrare i suoni a bassa frequenza.

I ricercatori hanno monitorato i loro palloni usando il Global Positioning System (GPS), poiché potevano viaggiare per centinaia di miglia e atterrare in luoghi scomodi.

Il volo più lungo fino ad oggi è stato di 44 giorni a bordo di un pallone ad elio della NASA, che ha registrato 19 giorni di dati prima che le batterie del microfono si scaricassero. Nel frattempo, i voli in mongolfiera tendono a durare circa 14 ore durante l’estate e atterrano una volta che il sole tramonta.

Il vantaggio della maggiore altitudine raggiunta dai palloni significa che i livelli di rumore sono inferiori e il raggio di rilevamento è aumentato – e l’intero terreno può essere raggiunto. Ma i palloncini presentano anche sfide per i ricercatori. La stratosfera è un ambiente estremo con sbalzi di temperatura selvaggi tra caldo e freddo.

“I palloni solari sono un po’ lenti e ne abbiamo distrutti alcuni tra i cespugli quando abbiamo provato a lanciarli”, ha detto Bowman. “Abbiamo dovuto fare escursioni nei canyon e attraverso le montagne per ottenere i nostri carichi utili. C’era una volta, i nostri compagni dello Stato dell’Oklahoma avevano un pallone che sarebbe atterrato in un campo, avrebbe trascorso la notte e poi sarebbe sceso di nuovo in aria per volare un altro Giorno intero!”

Le lezioni da più voli in mongolfiera hanno reso il processo in qualche modo più semplice, ma ora la sfida più grande per i ricercatori è identificare i segnali registrati durante i voli.

“Ci sono così tanti voli che trasportano segnali che non capiamo da dove provengano”, ha detto Bowman. “È quasi certamente banale, forse un punto di turbolenza, una forte tempesta in lontananza o una sorta di cosa umana come un treno merci, ma a volte è difficile sapere cosa sta succedendo perché ci sono così pochi dati lì”.

Sarah Albert, geofisica dei Sandia National Laboratories, ha studiato un “dotto acustico” – un canale che trasmette suoni a grandi distanze attraverso l’atmosfera – situato alle altitudini degli studi di Bowman. Ah Le registrazioni hanno registrato lanci di missili E altri brontolii non identificati.

“Questo suono può essere intrappolato nel canale e riverberato fino a quando non è completamente bloccato”, ha detto Bowman. “Ma se è vicino e abbastanza silenzioso (come un punto turbolento) o lontano e rumoroso (come una tempesta lontana) non è ancora chiaro.”

Bowman e Albert continueranno a indagare sul canale acustico atmosferico e cercheranno di determinare da dove proviene il rombo stratosferico e perché alcuni voli lo registrano mentre altri no.

Bowman è ansioso di comprendere il panorama sonoro della stratosfera e di sbloccare caratteristiche chiave, come la variabilità tra stagioni e luoghi.

Le versioni riempite di elio di questi palloncini potrebbero un giorno essere utilizzate Esplora altri pianeti come Veneretrasportando strumenti scientifici sopra o all’interno delle nuvole del pianeta per alcuni giorni come volo di prova per missioni più grandi e complesse.