Varianti del pallone a vapore. Durante la salita la pressione ambiente diminuisce e di conseguenza i gas si espandono. Se il pallone viene riempito parzialmente di vapore (Variante 1), il vapore in espansione alla fine riempie il pallone. Se la parte inferiore è riempita di aria calda (Variante 2), l'aria in più fuoriesce dal fondo durante la salita. Se il pallone viene riempito interamente di vapore (variante 3), il gas in uscita è vapore. Credito:Istituto meteorologico finlandese
I palloni a vapore potrebbero essere usati per sollevare i razzi spaziali a quote più elevate per il lancio. Il lancio dall'alta quota riduce la resistenza aerodinamica e quindi migliora l'efficienza. I ricercatori presentano il metodo in un articolo pubblicato su The Aeronautical Journal.
Il lancio dei satelliti in orbita diventa più facile se il razzo booster viene prima sollevato ad alta quota dove l'aria è rarefatta. Infatti, piccoli razzi sono stati talvolta lanciati da un aereo o da un pallone. Però, l'uso di palloncini a idrogeno o elio ha i suoi svantaggi, perché l'idrogeno è infiammabile mentre l'elio è costoso.
In un recente studio, gli scienziati che lavorano presso l'Istituto meteorologico finlandese propongono di utilizzare il vapore caldo come gas di sollevamento.
"Il pallone viene riempito da vapore caldo a terra e rilasciato. Mentre il pallone sale, parte del vapore acqueo si condensa. La condensa rilascia molto calore latente, che rallenta il raffreddamento e aiuta a mantenere il vapore residuo allo stato gassoso, ", afferma l'autore principale Pekka Janhunen. "Dopo aver raggiunto un'altitudine sufficientemente elevata, il razzo viene rilasciato, si accende e vola nello spazio. Il pallone è svuotato del vapore, scende e può essere raccolto per il riutilizzo."
Lo studio presenta un modello al computer per simulare l'ascesa di un pallone a vapore e il relativo raffreddamento del vapore fino a 18 chilometri di altitudine. Il peso del razzo trasportato può variare, ma potrebbe essere ad esempio 10 tonnellate, che è sufficiente per lanciare un satellite di poche centinaia di chilogrammi di massa. Oltre ai razzi, il pallone a vapore potrebbe essere usato per sollevare qualsiasi cosa nella stratosfera, e il metodo è sicuro e poco costoso almeno sulla carta.