Descripci√≥n de la carga útil

Se trata de un proyecto destinado a desarrollar un balón capaz de proveer vuelos de larga duración de aplicación científica (100 dias de duración a 35 km de altura). Se basa en un globo de super-presión fabricado de un material compuesto (polyester + film de polietileno) que es inflado con helio y herméticamente sellado. Posee forma de "calabaza" obteniendo su rigidez a partir de unos tendones meridionales que le otorgan mayor rigidez a la estructura. La presión interna se mantiene siempre por encima de la presión ambiente permitiendo el vuelo a una altura constante.

Durante el día la presión interna se incrementa debido al calentamiento solar pero el volumen permanece constante gracias a la envoltura rígida.

Durante la noche la presión cae debido a la emisión del calor al espacio, pero nuevamente como la presión interna se mantiene por encima de la ambiente el globo mantiene su nivel de vuelo.

Transportado por vientos estratosfericos alrededor del mundo a una velocidad de 30 metros por segundo será capaz de circunnavegar la Tierra en 2 semanas. Sus dimensiones son cercanas a los 120 metros de diametro y podrá transportar una carga de hasta 1500 kgs.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: Scientific Flight Balloon Facility, Nuevo Mexico, EEUU  
Hora lanzamiento: 15:56 utc
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: National Scientific Balloon Facility (NSBF)
Globo: Globo de Ultra Larga duracion Main: Raven - 176.000 m3 (1.5 mil) - Tow 300 m3 ( - SF4-6.206-1.5/.8N
Nº de serie del globo: R6.21-1.5U1-01
Nº de vuelo: 540N
Peso carga útil: 770 lbs
Peso Total: 3000 lbs

El globo fue lanzado a las 15:56 utc, del 4 de febrero de 2005 por metodo dinamico con asistencia de vehiculo lanzador y utilizando un globo auxiliar para permitir el correcto despliegue del material del globo ULDB.

El lanzamiento fue normal. En la fase inicial del vuelo el globo ascendió a una velocidad de entre 4-6 m/s y luego de alcanzar los 18.3 km de altura las valvulas de gas fueron abiertas para desacelerar el ascenso hasta 1.5-3 m/s ya que se debía alcanzar muy lentamente el techo de flotación para de esta manera permitir una presurización suave del balón. Quedó demostrada así la efectividad de la maniobra de abrir las valvulas si la velocidad excedia los 3 m/s y cerrarlas al bajar hasta 1.5 m/s. Dicha maniobra se hizo inicialmente en forma manual telecomandada y luego de alcanzar los 26.3 kms de altura en forma automática.

El ascenso a altura de flotación se completo en casi 3 horas, luego de lo cual el globo inició un recorrido hacia el noreste segun se puede apreciar en el mapa de la izquierda (click para ampliar).

Luego de cerca de 3 horas de vuelo estable sobre Nuevo Mexico y el norte de Texas, a las 18:53 utc el comando de separación fue transmitido. La carga útil tomó tierra a las 19:30 utc 20 millas al NE de Amarillo, Texas, en las coordenadas 35-35.94 N / 101-34.52 O. La gondola y el globo fueron recuperados y regresados a la base de Fort Sumner al día siguiente.

Luego de varias fallas durante vuelos de prueba en el pasado, y luego de una profunda investigación, se decidió efectuar un rediseño del concepto original el cual comenzó a ser probado a partir del año 2005.

Este vuelo correspondió a una prueba de vuelo de un modelo a escala del nuevo diseño de 6.000.000 de pies cubicos de volumen. El objetivo general de la prueba fue analizar el desplegado completo del material a baja presión para luego ir incrementándola, efectuando eyección de lastre o hasta que la estructura fallara.

Luego de un lanzamiento nominal y una cuidada fase de ascenso (contolada por venteo de gas y deslastrado) el globo alcanzó la altura de flotación de 30.5 km, comenzando a presurizarse. La envoltura se desplegó por completo en la parte superior con solo dos pequeñas areas que no lo hicieron adecuadamente al principio, pero que luego de alcanzar el balón la máxima presión interna se normalizaron.

Al alcanzarse una presión interna diferencial de 55 Pa, los 10 metros inferiores del sello de cierre del globo se abrieron, lo que fue claramente apreciable a traves de las cámaras montadas en la góndola. El vuelo fue terminado, poco después de producida la falla.

Luego de la recuperación el balón fue examinado cuidadosamente concluyendo que la falla se debió a que la unión de los gajos de la parte del globo que falló se habían despegado. La falla resultaba bastante inusual ya que se habían tomado especiales precauciones en la planta de producción para evitar esto. Una mas profunda investigación -llevada a cabo en conjunto por la NASA, Aerostar, y el Physical Science Laboratory- reveló su origen: el material del globo ubicado en el primer gajo de éste se había oxidado debido a su larga exposición a la iluminación artificial en la planta de producción. Durante la fabricación de un ULDB, el primer gajo permanece sobre la bancada de producción cerca de dos meses, y es expuesto durante ese lapso a la radiación proveniente del sistema de iluminación. Dicha radiación incide solamente sobre los primeros y ultimos diez metros de la envoltura, ya que la porción central del balón permanece tapada por otros gajos y no es por tanto expuesta.

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión

Inflado del globo principal. Para evitar que el material se dañe durante la maniobra un globo auxiliar se acopla al apice manteniendolo firme. (Imagen: Aerostar) Listo para el lanzamiento. En el piso a la derecha se encunetran los restos del balon auxiliar. (Imagen: Mike Smith) Luego de situarse sobre el vehiculo lanzador, este libera la gondola y el globo comienza su ascenso. (Imagen: Mike Smith) Fort Sumner visto desde la góndola en plena fase de ascenso. (Imagen: Cosmocam) Este es el estado del globo luego de finalizado el vuelo. Los restos fueron recuperados para analizar la falla. (Imagen: Mike Smith)