Un globo de superpresión ( SPB ) es un estilo de globo aerostático en el que el volumen del globo se mantiene relativamente constante frente a los cambios en la presión ambiental fuera del globo y la temperatura del gas de elevación contenido . Esto permite que el globo mantenga una altitud estable durante largos períodos. Esto contrasta con los globos de volumen variable, mucho más comunes, que sólo están parcialmente llenos de gas de elevación o están fabricados con materiales más elásticos. También conocidos como globos de calabaza o globos de ultra larga distancia (ULDB), los sobres de globo sellados tienen forma de calabaza a la altura de vuelo. [1]
En un globo de volumen variable, el volumen del gas de elevación cambia debido al calentamiento y enfriamiento en el ciclo diurno . El ciclo se ve amplificado 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 con la ventilación de gas. Por el contrario, si el globo se enfría y cae, será necesario liberar lastre . Dado que tanto el lastre como el gas son finitos, existe un límite en cuanto al tiempo que un globo de volumen variable puede compensar para estabilizar su altitud.
Por el contrario, un globo de superpresión experimenta cambios de altitud más pequeños sin maniobras de compensación. [2] Debido a que el volumen del globo es más limitado, también lo es el volumen de aire desplazado por él. De acuerdo con el Principio de Arquímedes , la fuerza hacia arriba sobre el globo es igual al peso del gas ambiente 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 al aumentar la altitud . [3] Entonces, la fuerza que empuja el globo hacia arriba disminuye con la altitud y, en una altitud particular, la fuerza hacia arriba 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 durante el ciclo diurno. [4] En 1985, estos 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 , liderado por los soviéticos .
En febrero de 1974, el coronel Thomas L. Gatch Jr, USAR intentó realizar el primer cruce del Atlántico en globo 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 rumbo que el coronel Gatch había trazado para aprovechar la corriente en chorro , el último avistamiento reportado del Light Heart fue a 1.610 kilómetros (1.000 millas). al oeste de las Islas Canarias ; Nunca se encontró más rastro del avión. [5]
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En marzo de 2015, la NASA lanzó un SPB a una altitud de 34.000 m (110.000 pies) 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 período prolongado durante el ciclo diurno y nocturno. 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 anteriores en globo antártico 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 contó con el apoyo de 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 de los globos de la NASA en la Antártida y estudiar las pérdidas de electrones de los cinturones de radiación de la Tierra. [9]
El Telescopio de imágenes transportado por globo 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 tiene la intención de aprovechar los ciclos diurnos y nocturnos posibles gracias al SPB. para obtener imágenes de la estratosfera con calidad espacial y limitación de difracción .
El globo chino de gran altitud que se observó transitando por los Estados Unidos a principios de 2023 era un globo de superpresión de estilo similar a los globos anteriores de la NASA . [10]
