حفظ تعادل بالون های نظارتی در هوا

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ در حل حاضر محققان بسیاری در حال تحقیق روی بالون هایی هستند که بتوان آنها را تا ارتفاعی نزدیک به جو ارسال کرد، به گونه ای که نیاز به فرود مجدد نداشته باشند. برای این منظور می توان از صفحات خورشیدی برای تأمین انرژی بالون هایی که در لایه ی استراتوسفر قرار دارند، استفاده کرد. در نتیجه امکان بهره گیری از آنها، به مانند ماهواره های ارزان قیمت در مدارهای پایینی جو ممکن می شود.

از فناوری یاد شده می توان به منظور برقراری ارتباط بی سیم در مناطق دور دست یا آسیب دیده در حوادث طبیعی یا انسانی استفاده کرد، یا نظارت روی آلودگی دریایی بهره گرفت. همچنین گروهی از افراد قصد دارند از این دستاورد برای ایجاد تورهای گردشگری فضایی استفاده کنند.

ساخت چنین بالون هایی جدید نیست. برای مثال سازمان ناسا موفق شده بود در دهه ی 1950 بالنی را به لایه ی استراتوسفر ارسال کند. همچنین پروژه ی لون گوگل نیز به منظور ارائه ی اینترنت رایگان به مناطق دوردست با موفقیت آزمایش شده است.

با وجود این در همه ی طرح های پیاده سازی شده تا به امروز، بالون ها به واسطه ی باد تغییر جهت می دهند و تنها برای مدت زمانی محدود در یک منطقه باقی مانند. در بالاترین نقطه از استراتوسفر (در ارتفاع 18 هزار و 300 متری)، باد در ارتفاعات مختلف در جهت های مختلفی می وزد. از نظر تئوری امکان پیدا کردن جهت موافق باد با تغییر ارتفاع بالون وجود دارد؛ اما فناوری یادگیری ماشینی و داده هایی که برای بهبود مسیریابی استفاده می شوند، با پیشرفت کندی مواجه هستند.

سازمان دارپا به منظور برطرف سازی چالش بالا، پروژه ای به نام آلتا (ALTA¹) را راه اندازی کرد. این سازمان هم اکنون در حال آزمایش حسگرهای بادی است که به ابزارهای موجود در بالون ها اجازه می دهد سرعت و جهت باد را در فواصل دور شناسایی کرده و تنظیمات ضروری را برای باقی ماندن در محل مورد نظر انجام دهد.

الکس والان (Alex Walan)، مدیر برنامه ی آلتا گفت:

ما امیدواریم، با پرواز در ارتفاع بالاتر، به طیف گسترده تری از بادها دسترسی پیدا کنیم.

بالون های طرح آلتا، قادر هستند در ارتفاعاتی بیشتر از لون -22.900 تا 27.400 متر- به کار گرفته شوند. ارتفاعی که باد در آن کمتر قابل پیش بینی است. اگر بتوان بالون را دقیقاً در محل باد مناسب قرار داد، دیگر نباید مشکلی به وجود آید.

حسگر یاد شده استارت اوول (Strat-OAWL²) نام دارد. نسخه ای جدید از حسگرهایی که در ابتدا برای ماهواره های ناسا طراحی شده بود. استارت اوول توسط شرکت «Ball Aerospace» تولید شده و پالس های لیزری را در هوا منتشر می کند. کوچکترین شکستگی در پرتو ارسالی، باعث بازتاب آن می شود و این نور بازتاب شده توسط تلسکوپ جمع آوری خواهد شد. طول موج لیزر بازتاب شده، با توجه به سرعت نور تغییر می کند. از این تغییر با عنوان اثر داپلر یاد می شود. با تجزیه و تحلیل این اطلاعات، می توان سرعت و جهت باد را تشخیص داد.

استارت برخلاف دیگر حسگرهای تشخیص باد موجود، به صورت همزمان، 2 جهت را بررسی می کند که دید بهتری را نسبت به سرعت و جهت باد ارائه می دهد.

نمونه های اولیه ی حسگر یاد شده قادر بودند تا شعاع 14 کیلومتری را با دقت متر بر ثانیه مورد بررسی قرار دهند. با وجود این چالش اصلی حسگرهای مورد بحث کاهش ابعاد، وزن و توان مورد نیاز آن به منظور به کارگیری در بالون های آلتا است.

والان از ارائه توضیح نسبت به کاربردهای نظامی فناوری آلتا خودداری کرد؛ با وجود این داشتن ابزاری در بالای مناطق جنگی که قادر است تا شعاع 25 کیلومتری را مورد بررسی قرار دهد، مفید به نظر می رسد. به علاوه هواپیماهای نظامی دارای محدودت ارتفاع پروازی از 18 تا 20 کیلومتر هستند، در نتیجه دستیابی آنها به بالون های آلتا مشکل خواهد شد. همچنین از این بالون ها می توان به عنوان بستری برای ارائه ی ارتباطات ایمن و ناوبری استفاده کرد یا حتی آنها را به عنوان کشتی مادری برای پهپادها در نظر گرفت.

آزمایش بالون های آلتا هم اکنون آغاز شده و هدف فعلی پرواز به مدت 3 روز است؛ اما هدف دستیابی به زمانی بالاتر است.

1.  _{Adaptable Lighter-Than-Air}
2.  _{stratospheric optical autocovariance wind lidar}