Esperimenti condotti in alto nei cieli del New Mexico suggeriscono che i sensori a bordo di palloni potrebbero essere utili per rilevare i segnali infrasuoni generati da piccoli, detriti extraterrestri che entrano nell'atmosfera terrestre, secondo un rapporto al meeting annuale 2017 della Seismological Society of America (SSA).

Infrasuoni, a volte chiamato suono a bassa frequenza, sono onde sonore che si verificano a frequenze inferiori al limite dell'udito umano. I segnali a infrarossi possono rimanere forti mentre viaggiano su grandi distanze, rendendoli utili per individuare la posizione e la dimensione di eventi come esplosioni nucleari, colpi di meteoriti, eruzioni vulcaniche e talvolta rotture sismiche.

I sensori di terra possono rilevare questi segnali, ma segnali infrasuoni molto piccoli possono essere sommersi dal vento e da altri rumori ambientali raccolti da questi dispositivi. Quindi i ricercatori, tra cui Eliot Young del Southwest Research Institute e Daniel Bowman dei Sandia National Laboratories, stanno cercando luoghi più tranquilli per posizionare questi sensori, in questo caso legandoli a palloni ad alta quota.

"I palloncini sono utili perché galleggiano nel campo del vento ambientale, che elimina il rumore del vento che si otterrebbe con un sensore a terra, " spiega Young. "Anche la temperatura dell'atmosfera terrestre è tale da creare una guida d'onda a infrasuoni, un luogo nella stratosfera in cui l'energia degli infrasuoni è concentrata e non si dissipa nel modo normale".

Per testare la sensibilità dei rilevatori a palloncino, Young e i suoi colleghi hanno organizzato tre grandi esplosioni al suolo (equivalenti a circa 2400 libbre di TNT) mentre facevano volare sensori a infrasuoni su un pallone che volava a un'altitudine di 35 chilometri, o quasi 22 miglia in aria. I sensori volanti sono stati in grado di rilevare tutte e tre le esplosioni a quell'altezza, e ad una distanza laterale dalle esplosioni di circa 350-400 chilometri, o tra 220 e 250 miglia di distanza.

Ciò significa che i sensori, Giovane dice, "sono sensibili agli oggetti delle dimensioni di palle da bowling che entrano ed esplodono nell'atmosfera terrestre".

Costruire un sensore in grado di rilevare segnali così piccoli è stata una sfida significativa, dice l'Università del Colorado, Viliam Klein di Boulder, che ha lavorato al progetto del pallone. Mentre il pallone sale di quota, cambia anche la variazione della pressione atmosferica sul pallone, e le onde di pressione sono più grandi delle onde infrasuoni. "Se alzi il braccio da una scrivania, stai sperimentando un cambiamento di circa tre pascal di pressione atmosferica, " dice Klein. "Ma l'ampiezza delle onde che vogliamo misurare è di circa 0,06 pascal".

Questo fatto ha reso difficile la calibrazione dei sensori a terra. Quando il sistema AC del laboratorio ha interrotto il processo, Per esempio, i ricercatori hanno messo il sensore all'interno di un frigorifero, ma anche il rumore del compressore del frigo era troppo fastidioso, dice Klein. "Tutto genera onde di pressione più grandi di quanto volessimo vedere".

Bowman ha anche fatto volare un pallone solare più piccolo a un'altitudine inferiore, circa 15 chilometri, durante l'esperimento. Il pallone solare è stato in grado di rilevare una delle esplosioni, e i ricercatori hanno notato che l'ampiezza del segnale a infrasuoni era circa cinque volte più forte di quella rilevata dal pallone ad alta quota. "Sembra che tu abbia il vantaggio di non avere il rumore del vento ambientale con un pallone più basso, ma non hai lo svantaggio di essere così in alto che la pressione è davvero scesa e i tuoi segnali sono piccoli, "Dice il giovane.