Opakovaně použitelné mikrobalony mohou pustit žilou satelitům  
Společnost Urban Sky vyvinula šikovné opakovaně použitelné heliové mikrobalony, které snímkují zemský povrch z výšky přes 18 kilometrů ve vysokém rozlišení a s podstatně nižšími náklady než jiné srovnatelné technologie. Mikrobalony za 1 hodinu nafotí asi 1 000 kilometrů čtverečních.
Nadchází éra mikrobalonů? Kredit: Urban Sky.
Nadchází éra mikrobalonů? Kredit: Urban Sky.

Když dojde na snímky zemského povrchu ve vysokém rozlišení, obvykle je pořizují satelity, drony nebo konvenční letouny. O slovo se teď ale hlásí nová technologie, s níž přichází americká společnost Urban Sky z Colorada. O svém systému Microballoon tvrdí, že pořizuje snímky ve vyšším rozlišení za podstatně nižší cenu.

 

 

Logo. Kredit: Urban Sky.
Logo. Kredit: Urban Sky.

Každá jednotka tohoto systému zahrnuje malý a opětovně použitelný stratosférický balon, pod kterým je zavěšený modul s kamerou na snímky ve vysokém rozlišení. Mohou tam být umístěny i další zobrazovací přístroje, jako například infračervené nebo hyperspektrální kamery.

 

Na zemi mají tyto mikrobalony, které jsou plněné heliem, průměr si 2,5 metrů. Když balon vzlétne, jejich objem se pozvolna zvětšuje. V operační výšce, která by měla přesahovat 18 kilometrů, by balony měly mít průměr 5,5 metrů. Optický systém Microballonu zahrnuje speciálně navržené čočky, které odolávají drsným podmínkám ve stratosféře. Jak se mikrobalon pohybuje horizontálním směrem, jeho kamera rotuje, aby mohla snímkovat co největší oblast zemského povrchu. Rychlost této rotace je přitom určena rychlostí letu balonu.

 

Snímek kamery mikrobalonu. Kredit: Urban Sky.
Snímek kamery mikrobalonu. Kredit: Urban Sky.

Vytvořené snímky jsou digitálně slepovány dohromady, čímž vznikají kompozitní snímky celé zájmové oblasti. Zakladatel a šéf Urban Sky Andrew Antonio uvádí, že tímto způsobem mohou mikrobalony snímkovat asi 1 000 kilometrů čtverečních za hodinu. Když je snímkování hotové, pozemní operátoři aktivují uvolnění modulu. Ten se oddělí od spodku balonu, ale stále zůstává připojený jedním kabelem k vršku balonu.

 

Modul poté padá volným pádem, čímž dojde k převrácení mikrobalonu a úniku helia dřívějším spodkem balonu. Když se celý systém dostane do nižší výšky, aktivuje se padák, který zpomalí pád. Po dosednutí systému je možné jak modul s kamerou tak i padák použít zase znovu.

 

Podle Antonia se mikrobalony již používají pro pár platících klientů. Od jara by měly pravidelně operovat nad Coloradem a oblastí Rocky Mountains. Urban Sky rovněž nedávno získali kontrakt od US Air Force na vývoj systému pro monitorování lesních požárů v reálném čase, a také grant od americké vedecké agentury National Science Foundation. Jsou totiž první, komu se povedlo úspěšně opakovaně používat stratosférické balony.

 

Literatura

New Atlas 30. 12. 2021.

Datum: 03.01.2022
Tisk článku

Související články:

Vzducholoď StratoBus: nafukovací dron anebo satelit?     Autor: Stanislav Mihulka (24.03.2014)
Čtenáři Osla byli první u gondoly stratosférického balónu     Autor: Vladimír Wagner (20.03.2017)
Observatórium extrémneho vesmíru na NASA balóne     Autor: Pavol Bobik (26.04.2017)



Diskuze:

Jiri K.,2022-01-07 20:35:40

Wagner je inkvizitorsky debil, ktery tady maze lidem prispevky a za jejich nazory jim dava ban.

Odpovědět

Helium

Oldřich K.,2022-01-03 07:33:35

Že těch zásob hélia teda máme.

Odpovědět


Re: Helium

Vojtěch Kocián,2022-01-03 07:54:04

Tohle až tak moc hélia nesebere. Když to srovnáte s vynesením snímkovacích satelitů, kde se v raketách používá hélium na tlakování nádrží, tak můžete vypustit hodně balónků. Ale taky se divím, že se pro malé balóny bez posádky víc nepoužívá vodík. U velkých chápu obavy z požáru nad zastavěnými oblastmi, ale tohle je jen trochu větší meteobalón. I plnění se dá zařídit bezpečně. Stačí jen chtít.

Odpovědět


Re: Re: Helium

Josef Hrncirik,2022-01-03 08:27:14

Dobrý byznyssmen plní zeleným H2 a účtuje černé He.
Navíc vyletí nad teoretickou mez pro He.
Je divné že nechce?

Odpovědět


Re: Re: Re: Helium

Josef Hrncirik,2022-01-03 17:20:43

Buď musí udat přesně dostup nebo expanzi balonu. Pokud je přesná expanze balonu 5,5/2,5 metr/metr je expanze objemu 10,65x. U DNA balonu je přesně atmosferický tlak, což dobře platí i pro celý maličký /ubalonek. Průměrnou hustotu balonu je nejlepší vztáhnout na jeho ráži v molech a zabývat se duchem balonu jednomolové ráže.
Podle tabulek standardní atmosféry k expanzi 10,65 dojde při hustotě 1,255 kg/m3/10,65 tj. při rel. hustotě 1/10,65 = 0,0939, které je dle tabulek standardní atmosféry dosaženo ve výši 18,4 km. Tam má vzduch 216,7K a 0,07 bar a mol. objem V=RT/p=254 l/mol, který nese He+obal+zátěž.
Vztlak 254 l balonu = Mv-MHe = 28,95-4=24,95g/254l=98 g/m3; expandovaný na D=5,5m nese obal+zátěž=8560g. Nic víc se nedá vypočítat. AMEN.
Pokud bussiness man ošidí kavku vodíkem, pro stejný zdvih mu stačí 24,96/26,95=0,926 mol/mol, tj.balon bude mít průměr menší o 2,5% a pokud se zmenší i střih aby nebyl tak nápadně pokrčený i o více.
Rafinovaný bussiness man lehce zvládající dańové podvody snadno vypočte i dostup balónu vylepšeného přechodem na zelenou energii. Pozdraví Archimeda cákajícího se ve vaně a je mu okamžitě jasné, že balon se zastaví, když jeho průměrná hustota se rovná hustotě vytlačeného vzduchu, ergo sakumprásk brutto hmotnost balonu molární ráže se začne rovnat molární hmotnosti vzduchu.
Molární ráže balonu objemu V je počet molů vzduchu jím vytlačeného. Závisí na objemu nafouknutí a mol. objemu vzduchu při jeho teplotě a tlaku. Zatížení celého balonu m lze redukovat na ráži 1 molu; m podělíme látkovým množstvím vytlačeného vzduchu mm=m/n vz; n vz = p.V/(RT). Vztlakové bilance mají při molární ráži přehledný tvar:
28,95=4+mm pro He; 28,95=2+mm pro H2; Při stejném balonu pro He i H2 je zatížení m/V stejné, liší se však parametry atmosféry okolo balonů na vrcholech výstupů a mm jsou tedy různé, měly by tedy mít upřesňující indexy. Jednoduchými úpravami lze vztlakové bilance zahustit až do vztahu pH2/TH2=24,96/26,94.(pHe/THe). To je překvapivě splněno pro H2 balon již v 19 km. Tento balon byvše stejně (nevhodně) zatížený jako heliový vyletí jen o málo výše, protože rozdíl vztlaků H2 a He je malý a hustota vzduchu s výškou výrazně klesá. Pamatuji balóny rozhazující letáky +-? mandelinku.

Odpovědět


Re: Helium

Libor Tomsik,2022-01-03 09:44:22

Meterologicke balony se v CR a PL (co vim) plni vodikem, v DE heliem. Bavil jsem se s obsluhou v Meteorologisches Observatorium Lindenberg a pry presli na He, kvuli narizeni o bezpecnosti prace. Na He staci jedna osoba, na H2 musi byt dve. Takze He je pri zapocteni mzdovych nakladu levnejsi.

Odpovědět


Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Josef Hrncirik,2022-01-03 17:59:02

Balon má objem cca 8,2 m3. 10 m3 H2 tech.3.0 stojí cca 1000,-Kč (820,-/balon)
He tech. 5.0 7000,-Kč (5700,-)
a to jsou ti levní

Odpovědět


Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Vojtěch Kocián,2022-01-04 08:10:45

Nejsou klasické meteobalóny menší? Tak kolem dvou kubíků bych tipoval. Pak už může být úspora za druhého pracovníka s německým platem zajímavá. Zvlášť, pokud to vypouštějí ze stanic obsazených jen jedním dostatečně kvalifikovaným. K tomu nějaké ty bezpečnostní a papírové komplikace se skladováním lahví se stlačeným vodíkem a školením personálu a už o heliu začne přemýšlet nejeden manažer.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Josef Hrncirik,2022-01-04 08:52:59

Qantita se přeměnila v qualitu.
Bylo v černé kronice, že skoptschen si na pouti v Boehmen koupili levný létající balon který při kouření v autě za jízdy zázračně explodoval. Demolice vozu a popáleniny však byly reálné.
Ti skoptschen však potom kupodivu nebyli trvale němí, ani zahlušení, jen hluší a popálení.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

František Kroupa,2022-01-04 19:44:33

Před pomalu šedesáti lety jsme se s pouťovými balónky plněnými vodíkem dost vyblbli. Tenkrát se prodávaly jiskřicí dětské pistolky, fungovaly na kamínek do zapalovače. Zblízka jiskra balónek propálila a konala se detonace doprovázená zábleskem. Ten byl nejlepší, část prostoru se na okamžik proměnila v plamen. Vše se odehrávalo na volném prostranství a nepamatuji se, že by došlo k úrazu.
Dnes ovšem takovéto jednání zásadně odsuzuji, neb si uvědomuji, že scházelo málo a mohli jsme sklouznout na dráhu zločineckou (pistole), ba přímo teroristickou (výbuchy)!

Odpovědět


Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Florian Stanislav,2022-01-05 18:59:26

https://www.in-pocasi.cz/clanky/teorie/meteorologicke-balony-sondy-4.2.2020/
"Meteorologický balón má při vypuštění velikost přibližně 1,5 metru (u ozonového měření je balón o něco větší). Ve 35 kilometrech může balon dosahovat velikosti i kolem 10 metrů - to je způsobeno velmi nízkým okolním tlakem."
Komentář: objem pro průměr 1,5 m je asi 1,77 m3.
Kdo viděl školní pokus s plechovkou asi 3/4 litru naplněnou vodíkem, tak bude mít respekt.
Plechovka má nahoře malý zářez ve dnu, tam se zapálí vodík na vnější vzduch. Dole plechovka je bez dna a je podepřená na třech místech, aby se mohl nasát vzduch. Výbuch je šlupka typu výstřel z pistole a plechovka letí do stropu.

HELIUM 6.0 lahev 50litrů, objem plynu 9,1m3 cena 15 502,00 Kč.
tedy 3000 Kč na náplň 1,77 m3.
VODÍK, tlaková láhev 10 litrů, tlak 200 bar, tedy objem odpovídá 2000 litrů, cena 7240 Kč, tedy 3,62 Kč/ litr
https://www.linde-gas.cz/shop/cs/cz-ig/plyny-a-z/vod%C3%ADk/vod%C3%ADk-50-tlakov%C3%A1-lahev-320-1
tedy 1,77 m3 vodíku z lahve stojí 6,40 Kč.
Rozdíl v nosnosti balonu plyne jednoduše z molární hmotnosti plynů a je 2g/mol H2, 4g/mol He.
Vodíková náplň má tedy 2x větší vztlak podle Archimeda.
Praha vypouští myslím dva metrologické balony denně, takže ten vodík se asi vyplatí i s obsluhou dvou lidí.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Florian Stanislav,2022-01-05 19:16:58

Moje chyba :"Vodíková náplň má tedy 2x větší vztlak podle Archimeda."
Oprava: Molární hmotnost vzduchu je 29 g/mol. Pak čistý vztlak vodíku pro 22,4 litru bude odpovídat hmotnosti (29-2) kg a u helia (29-4) kg. Čili vztlak (lépe možnost nést hmotností) vodíku pro jeden mol je (ne 2x ale ) o 2 kg vyšší.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Josef Hrncirik,2022-01-05 20:45:43

Jo. Bussinessman na začátku vždy tisíckrát nadsadí a pak se vymluví na MKSA.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Josef Hrncirik,2022-01-05 20:53:27

Proč však Hindenburg hořel 13 s?
Pro výuku diverzantů je množstevní sleva u H2 100000%.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Josef Hrncirik,2022-01-05 21:32:09

Grafy pro aerosondy ČHMÚ Praha končí ve výšce 15 km. Hradec K. pomocí balonu TOTEX TX 1200gr
(s H2) provádí měření ozonu do výšky 30 km. Balon je latex, nikoliv fólie. Údaje o váze, objemu, nosnosti či tlaku a teplotě ve 30 km a přetlaku v pružném balonu při prasknutí (zcela jiné než v rovnotlakém mikrobalonu) se nikde rychle nenabízí.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Josef Hrncirik,2022-01-08 22:01:44

Weather balloons
Although meteorological satellites have taken over most of the weather research and forecast activities, the precise vertical analysis of variables at a point still relies on sounding balloons, since its massive implementation in 1958, which are released at nearly 1000 weather station trough the world at leas two times a day (00 UTC and 12 UTC).

Table 1 gives some typical balloon characteristics (the small ones,
with no payload, are used as visual clues to measure cloud altitude).
*WMO Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, 2006

Table 1. Typical weather-balloon performance*

Total mass [g] 10 30 100 200 350 600 1000 1500 3000
Initial diameter [cm] 30 50 90 120 130 140 160 180 210
Typical payload [g] 0 0 0 250 250 250 250 1000 1000
Free-lift [g] 5 60 300 500 600 900 1100 1300 1700
Ascent rate (m/min) 60 150 250 300 300 300 300 300 300
Maximum height (km) 12 13 30 21 26 31 34 34 38

Ve 30 km je hustota vzduchu
18 g/m3; -46,5°C; 1172 Pa
32 km; 13,2; -44,5; 868;
35; 8,2; -36,1; 559;
40; 3,9; -22,1; 278 Pa.
Pryž balonového latexu křehne až pod -60°C; má tažnost cca 600% a pevnost cca 20 MPa. Zhruba to platí i pro biaxiální deformaci.

Balon d=160 i 180 cm praskající v 34 km je ve vzduchu cca 9,9 g/m3; -38,9°C; 662 Pa. Vzduch má mol. objem 28,95 g/mol /(9,9 g/m3) = 2,92 m3/mol a oproti startu expandoval 1225g/m3/(9,9g/m3)=124x objemově = 4,98x lineárně tj. balony bez přetlaku expandují na D=7,97 m resp. 8,97 m. Při 500% protažení lineárně to má blízko k prasknutí ?při biaxiálním ?to prasklo?
Balon 1,6 m = hmoty 1000 g; 1,8 m = 1500 g; to odpovídá tloušťce latex stěn hustoty 0,95 tl= 131 um a 155 um. Při max. expanzi 4,98 lineárně by tloušťka klesla 4,98x4,98=24,8x; tj. na 5,28 um či 6,25 um a rovníkový průřez latexu by byl 5,28.7,97.3.14=132 mm2 či 6,25.8,97.3.14=176 mm2 a trhal by se silou cca 2644 či 3523 N tj. vnitřním přetlakem cca 2644.4/(3,14.7,97.7,97)=17 Pa či 18 Pa, tj zanedbatelným přetlakem cca 2,6% vnějšího tlaku. Kolem prasknutí mol objemu balonu nadlehčuje cca 28,95-1,026.2,016 = 26,88 g, tj. prakticky jako na startu (x 99,8%). Latexové balony se nezastavují, ale praskají. Pevnější a hlavně tažnější guma se prakticky nedá připravit. Rovnotlaký balon z dostatečně tenké 10x pevnější PET fólie o velkém průměru by se zastavil i výše. Rekord je cca 50 km s He.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Helium a znamenité mzdy meteorologů a šamanů nafukujících slony He

Jiri Tesitel,2022-01-05 22:08:34

Jen připomínka k těm cenám proč proboha plnit balony cistymi plyny.
https://www.linde-gas.cz/shop/cs/cz-ig/plyny-a-z/helium-balonplyn/balonplyn-tlakov%C3%A1-lahev-342-1
https://www.linde-gas.cz/shop/cs/cz-ig/plyny-a-z/vod%C3%ADk/vod%C3%ADk-30-tlakov%C3%A1-lahev-318-1
He 10m3 29270,-
H2 10m3 3095,-
takze pro 1,77m3 to vychazi 5180,- nebo 548,-

Odpovědět


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace