Des ballons détectent des sons mystérieux dans la stratosphère terrestre

Certains sons captés par les ballons ont une source claire ; un faible murmure, semblable au soupir entendu lorsqu’un coquillage est bercé contre votre oreille, est le son lointain de les vagues de l’océan se heurtent les unes aux autres. Mais d’autres craquements intermittents défient toute explication.

“Nous passons un temps démesuré à discuter de ce que sont les choses”, a déclaré Siddharth Krishnamoorthy, chercheur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. à Pasadena, Californie.

“Je le fais depuis environ 10 ans maintenant, et, vous savez, le fait qu’il y ait des sons mystérieux que je ne comprends pas est troublant, mais ce n’est pas comme une révélation”, a déclaré Daniel Bowman, scientifique principal à Sandia. Laboratoires nationaux qui construit et lance les ballons à énergie solaire. Bowman présente son dernier travail cette semaine au 184e réunion de l’Acoustical Society of America à Chicago.

“Mais c’est drôle de parler avec des gens comme vous qui se disent : ‘Attends, quoi ? Vous entendez des trucs ? Et non, nous ne savons pas ce que c’est.

Comprendre les sons est plus qu’une quête intellectuelle. Les scientifiques lançant des ballons sur Terre veulent utiliser notre planète comme banc d’essai pour interpréter les enregistrements basés sur des ballons afin que nous puissions un jour envoyer des ballons similaires pour étudier d’autres mondes.

50 $ de ruban adhésif, de feuilles de plastique et de poudre de charbon de bois

Faire flotter des ballons dans la stratosphère terrestre s’avère être une entreprise étonnamment peu technologique.

Bowman construit des ballons à air chaud à énergie solaire en utilisant des matériaux ordinaires trouvés dans une quincaillerie : des feuilles de plastique de peintre et du ruban adhésif, avec de la poudre de charbon de bois saupoudrée à l’intérieur. Pour éviter que ses créations ne soient confondues avec des ballons espions ou interfèrent avec les avions, il informe la Federal Aviation Administration de ses expériences.

Le soleil chauffe l’air à l’intérieur du ballon, le rendant moins dense que l’air extérieur, et il s’en va. Le ballon atteint la stratosphère avant le coucher du soleil, lorsque le changement de température le fait descendre. Les ballons vont partout où le vent les souffle – l’un d’eux a parcouru tout le chemin du centre du Nouveau-Mexique à la périphérie de Houston.

Bowman s’est d’abord intéressé à l’utilisation de ballons pour mesurer les éruptions volcaniques dans des endroits sur Terre qui n’ont pas une grande surveillance. Un ballon flottant au-dessus d’une région volcaniquement active pourrait détecter les ondes sonores générées par une éruption et avertir les avions de modifier leurs trajectoires de vol.

Comment les vibrations sismiques de Yellowstone sonnent-elles sur la flûte ? Étrangement beau.

Mais les ballons ont plus récemment été utilisés comme moniteurs sismiques basés dans le ciel. Les ondes sismiques générées par les tremblements de terre se déplacent à travers la terre, mais créent également des ondes sonores qui se déplacent dans l’air. Des scientifiques ont récemment prouvé qu’il était possible de détecter une gamme de tremblements de près ou de loin en utilisant cette méthode.

UN réseau de ballons a pu mesurer un grand séisme de magnitude 7,3 à près de 2 000 milles de distance. Depuis de plus prèsles ballons ont pu détecter des tremblements de terre beaucoup plus petits.

Prouver que de telles mesures peuvent fonctionner et sont précises sur une planète que les scientifiques comprennent pour la plupart fournira une vérité de terrain pour les futures mesures extraterrestres.

Le défi est “de trouver comment faire cela sur Terre, puis nous l’exporterons vers Vénus”, a déclaré Bowman.

Dans les années 1980, des scientifiques soviétiques ont lancé des ballons au-dessus de Vénus dans le cadre des missions Vega 1 et 2. Les ballons, destinés à effectuer des mesures atmosphériques, ont collecté et transmis des données pendant environ 46 heures.

Maintenant que la science de l’acoustique des ballons a progressé, les chercheurs veulent revenir en arrière. La question de savoir si Vénus est volcaniquement active est devenue centrale pour essayer de comprendre pourquoi, bien qu’elle soit si similaire à la Terre, elle s’est avérée si inhabitable. L’activité à l’intérieur des planètes est étroitement liée à la façon dont les conditions à la surface évoluent et contribuent à leurs atmosphères.

Mais sur une planète où la surface est si chaude et la pression si élevée, les instruments sismiques au sol ne dureront pas assez longtemps pour faire le travail. L’atmosphère, en revanche, est un peu plus douce – plus tempérée, avec des pressions plus tolérables aux hauteurs où flotterait un ballon Vénus propulsé à l’hélium, quelque part à environ 30 milles.

Et la densité de l’atmosphère présente un avantage pour les mesures sismiques aériennes : il sera plus facile de détecter les ondes de pression des événements sismiques.

Krishnamoorthy a déclaré que si un tremblement de magnitude 5 devait secouer Vénus, par exemple, le signal atmosphérique capté par un ballon serait environ 60 fois plus fort que celui généré par un tremblement de terre équivalent sur Terre.

Cela a conduit Krishnamoorthy et Bowman à collaborer sur une proposition de ballons à hélium qui pourraient voler lors d’une future mission théorique sur Vénus. Pour l’instant, cependant, ils se concentrent sur la compréhension de la Terre, où plusieurs flux de données peuvent les aider à découvrir la signification d’un signal.

Certains des sons sont générés par l’homme et peuvent facilement être exclus, comme le grondement lointain d’un train ou d’éoliennes. D’autres fois, les scientifiques envoient des ballons au-dessus d’événements bruyants connus pour voir à quoi ils ressemblent dans la stratosphère – en essayant d’attraper le tonnerre si une tempête est prévue, ou en lançant un ballon près d’une zone où il y a beaucoup de fracturation pour voir s’ils peuvent mesurer un tremblement de terre.

Dans une expérience, les scientifiques ont attaché un ballon en place, puis ont laissé tomber à plusieurs reprises un marteau sismiquequi pesait 13 tonnes métriques, sur le sol pour générer de petits tremblements de terre que les instruments du ballon doivent détecter.

“Sur Vénus, vous n’aurez pas cette excellente infrastructure au sol” pour recouper les lectures des ballons, a déclaré Krishnamoorthy. “Vous volez un peu à l’aveugle.”