Utilizzando la tecnologia standard e l'economia innovativa, palloncini di elio leggeri hanno iniziato a trasportare laboratori telecomandati fino ai confini dello spazio e viceversa, offrendo il business case per nuovi tipi di missioni scientifiche.

C'è di più nell'aria rarefatta di quanto sembri. I gas che circondano il nostro pianeta diffondono onde luminose, offusca la loro luminosità e mescola i loro colori, come si vede dai rossi, arance e viola visibili nel cielo al tramonto.

Fa della terra un rifugio sicuro e panoramico, ma anche rumoroso per gli scienziati che studiano i suoi dintorni.

"Quando si studia l'atmosfera, l'altitudine conta, ' ha detto il professor Klaus Pfeilsticker, un fisico ambientale specializzato in tecniche di telerilevamento presso l'Università di Heidelberg in Germania.

L'atmosfera interferisce con tutti i segnali che possono essere utilizzati per sondarla. Ciò offusca i risultati sperimentali e rende particolarmente difficile individuare l'altitudine alla quale si verificano i fenomeni aerei.

molecole

La ricerca del Prof. Pfeilsticker si concentra sull'impatto dei gas sull'ambiente, usando palloncini di elio per rilevare quali molecole possono essere trovate sopra di noi, e come influenzano la vita al di sotto.

Il suo lavoro è incentrato sui gas a base di alogeni, che a prima vista sembrano innocui. Ad esempio, il dibromometano e il bromoformio sono prodotti dalle microalghe nell'oceano ei loro legami chimici reagiscono così velocemente che raramente si allontanano dagli ecosistemi che li rilasciano.

Ma dato il giusto vento in poppa, possono librarsi a 14 chilometri sopra gli oceani e devastare lo strato di ozono.

Quattro anni fa, Il prof. Pfeilsticker ha coordinato un progetto di ricerca finanziato dall'UE chiamato SHIVA per dimostrare che i gas contenenti alogeni di breve durata riducono tanto l'ozono quanto gli inquinanti vietati dal protocollo di Montreal, un accordo internazionale per la protezione dello strato di ozono stipulato nel 1987.

Questo danno è bilanciato dalla velocità naturale con cui l'ozono si riforma. Ma poiché il cambiamento climatico riscalda gli oceani e le correnti d'aria, più composti alogeni potrebbero diffondersi nella stratosfera e allargare il buco nello strato di ozono in modi che non possiamo controllare con i regolamenti.

Il consorzio SHIVA è riuscito a quantificare l'impatto di questi gas di breve durata perché ha verificato i risultati in loco.

I partner del progetto hanno pilotato aerei a 12 chilometri di altezza per raccogliere campioni d'aria sopra le nuvole e calibrare le misurazioni al suolo, ma dettagliare il rischio richiederà palloni ad alta quota.

L'aria all'interno dello strato di ozono è troppo sottile per far passare gli aerei, quindi l'unico modo per prendere le misure è fissare gli strumenti su un razzo o sotto un pallone.

"Utilizzando un aereo da ricerca, SHIVA è appena riuscito a sfiorare il limite inferiore dello strato di ozono, ' ha detto il prof. Pfeilsticker. 'Alla fine, una comprensione più profonda richiederà veicoli in grado di salire più in alto nella stratosfera.'

Philipp Maier dell'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre in Germania sostiene che i palloncini possono offrire la soluzione più economica.

"I palloni ad elio possono sollevare mezza tonnellata di attrezzature scientifiche per più di 30 chilometri in aria, ' Egli ha detto. Ciò porterebbe gli strumenti per l'analisi chimica proprio nel cuore dello strato di ozono.

Ad oggi, la principale limitazione agli osservatori montati su palloni è stata la loro goffa manovrabilità. In linea di principio, i palloni ad elio possono solcare i venti forti verso qualsiasi destinazione nel mondo. In pratica, catturare la giusta corrente d'aria significa scaricare molto elio o far cadere molta zavorra, un materiale pesante utilizzato per fornire stabilità durante il galleggiamento.

L'attrezzatura scientifica e i controlli ingombranti tendono a portare le missioni di palloni stratosferici a una discesa senza copione nel giro di pochi giorni, a volte danneggiando il loro costoso carico utile e sollevando problemi di sicurezza in basso.

Dr José-Luis Ortiz presso l'Istituto di Astrofisica dell'Andalusia, Spagna, è convinto che esista la tecnologia per una guida migliore e un atterraggio più sicuro. La sfida è confezionarlo in un prodotto commerciabile.

Sistemi a due palloncini

'Ci sono modi più intelligenti di immergersi e alzarsi, — disse il dottor Ortiz. "Sistemi a due palloncini in cui una metà può espandersi mentre l'altra rimane rigida potrebbe, ad esempio, rendere obsoleta la zavorra».

Altri progressi incrementali potrebbero aumentare la durata del volo e rendere riutilizzabile il carico utile del pallone. Il dottor Ortiz cita la miniaturizzazione dei componenti elettronici come esempio di come i progressi graduali stiano rendendo i carichi di palloncini più leggeri ed economici da assemblare. I suoi partner hanno controllato i telescopi aerei utilizzando gli stessi chip per computer Raspberry Pi che consentono agli hobbisti di costruire robot fatti in casa.

Nell'ambito del progetto ORISON, finanziato dall'UE, un consorzio scientifico guidato dal dottor Ortiz ha collaborato con EY, la più grande società di revisione contabile in Europa. Insieme stanno lavorando a un business plan per strumenti galleggianti nella stratosfera.

'Oggi, gli scienziati che si imbarcano in missioni in mongolfiera devono costruire da soli gran parte dell'attrezzatura, — disse il dottor Ortiz. ORISON mira a subaffittare osservatori perfettamente funzionanti, permettendo ai loro clienti di concentrarsi sulla ricerca. Secondo il dottor Ortiz, questo è paragonabile al modello di business di molti telescopi terrestri.

Mentre i voli economici per la stratosfera potrebbero interessare molte aree di ricerca, Il primo pubblico di riferimento di ORISON sono gli astronomi. I partner del progetto hanno effettuato missioni di prova quest'anno in cui hanno scattato centinaia di fotografie a stretto contatto con meteore.

I telescopi galleggianti offrono agli osservatori di stelle gli ovvi vantaggi di alzarsi al di sopra del tempo nuvoloso e impedire che i segnali vengano assorbiti nell'ultravioletto e nel vicino infrarosso. "È emozionante avvistare l'acqua su altri pianeti, "disse Maier.