Un globo de superpresión ( SPB ) es un tipo de globo aerostático en el que el volumen del globo se mantiene relativamente constante ante los cambios de presión ambiental en el exterior del globo y la temperatura del gas sustentador que contiene . Esto permite que el globo mantenga una altitud estable durante largos períodos. Esto contrasta con los globos de volumen variable mucho más comunes, que están parcialmente llenos de gas sustentador o están hechos con materiales más elásticos. También conocidos como globos de calabaza o globos de distancia ultralarga (ULDB), las envolturas selladas del globo tienen forma de calabaza a la altitud de vuelo. [1]
En un globo de volumen variable, el volumen del gas de sustentación cambia debido al calentamiento y enfriamiento en el ciclo diurno . El ciclo se magnifica por un efecto invernadero dentro del globo, mientras que el gas atmosférico circundante está sujeto a un cambio cíclico de temperatura mucho más limitado. A medida que el gas de sustentación se calienta y se expande, el desplazamiento del gas atmosférico aumenta, mientras que el peso del globo permanece constante. Su flotabilidad aumenta, y esto conduce a un aumento de altitud a menos que se compense mediante la liberación de gas. Por el contrario, si el globo se enfría y cae, se hace necesario liberar lastre . Dado que tanto el lastre como el gas son finitos, existe un límite en el tiempo que un globo de volumen variable puede compensar para estabilizar su altitud.
Por el contrario, un globo de superpresión experimenta cambios más pequeños en la altitud sin maniobras de compensación. [2] Debido a que el volumen del globo está más restringido, también lo está el volumen de aire desplazado por él. De acuerdo con el Principio de Arquímedes , la fuerza ascendente sobre el globo es igual al peso del gas ambiental desplazado. En este caso, el gas ambiental es el gas atmosférico desplazado por el globo. El peso del gas atmosférico desplazado disminuye a medida que el globo se eleva, porque la densidad atmosférica disminuye con el aumento de la altitud . [3] Por lo tanto, la fuerza que empuja el globo hacia arriba disminuye con la altitud y, a una altitud particular, la fuerza ascendente es igual al peso del globo. Como resultado, el globo permanece estable en un rango de altitud de equilibrio finito durante largos períodos.
La desventaja es que estos globos requieren materiales mucho más resistentes que los tipos no presurizados.
Los globos de superpresión (SPB) se utilizan normalmente para vuelos de duración extremadamente larga de experimentos científicos no tripulados en la atmósfera superior , [2] donde la temperatura del gas atmosférico es bastante estable a lo largo del ciclo diurno. [4] En 1985, dichos globos se utilizaron para aerobots que volaban a una altitud de aproximadamente 50 kilómetros (160.000 pies) en la atmósfera de Venus , en el programa internacional Vega dirigido por la Unión Soviética .
En febrero de 1974, el coronel Thomas L. Gatch Jr., USAR, intentó realizar el primer cruce del Atlántico en globo aerostático en un globo de superpresión llamado Light Heart . Tras la pérdida de al menos dos de los diez globos que proporcionaban sustentación, y después de desviarse sustancialmente del curso que el coronel Gatch había trazado para aprovechar la corriente en chorro , el último avistamiento informado del Light Heart fue a 1.610 kilómetros (1.000 millas) al oeste de las Islas Canarias ; nunca más se encontró rastro de la aeronave. [5]
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En marzo de 2015, la NASA lanzó un SPB a una altitud de 110.000 pies (34.000 m) durante 32 días desde Nueva Zelanda y lo aterrizó en Australia después de que se detectara una fuga. [6] Esta fue la primera vez que un SPB voló durante un largo período de tiempo a través del ciclo de día y noche. Cuando estaba completamente inflado, tenía el tamaño de un estadio de fútbol.
El Proyecto Loon de Google utiliza globos de superpresión de altitud controlable para lograr vuelos de más de 300 días. [7]
El SPB TRAVALB-2 superó los vuelos previos en globo en la Antártida al permanecer en el aire durante 149 días, 3 horas y 58 minutos después del lanzamiento desde el sitio de globos de larga duración (LDB) de la NASA en el campamento LDB, estación McMurdo , Antártida. La operación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias y el Programa Antártico de los Estados Unidos . [8] Después del aborto del lanzamiento del Travalb-1, el Travalb-2 despegó el 29 de diciembre de 2019 para probar las predicciones de la trayectoria del globo de la NASA en la Antártida y para estudiar las pérdidas de electrones de los cinturones de radiación de la Tierra. [9]
El Telescopio de Imágenes Transportado por Globos de Superpresión (SuperBIT) está preparado para un vuelo de más de 30 días desde el sistema SPB de la NASA en marzo de 2022. Lanzado desde Wānaka , Nueva Zelanda, SuperBIT pretende aprovechar los ciclos diurnos y nocturnos que posibilita el SPB para obtener imágenes de la estratosfera con calidad espacial y limitadas por difracción .
El globo chino de gran altitud que se observó transitando por Estados Unidos a principios de 2023 era un globo de superpresión similar en estilo a los globos anteriores de la NASA . [10]
