Sons misteriosos não identificados gravados na estratosfera

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Balões solares gigantes foram lançados a 70.000 pés no ar para gravar os sons da estratosfera da Terra – e os microfones captaram alguns sons inesperados.

A estratosfera é a segunda camada da atmosfera da Terra, e em seu nível inferior está a camada de ozônio, que absorve e espalha a radiação ultravioleta do sol, de acordo com a NASA. O ar rarefeito e seco da estratosfera, onde aviões a jato e balões meteorológicos atingem sua altitude máxima, é uma camada atmosférica relativamente calma, raramente perturbada por turbulência.

Daniel Bowman, principal cientista do Sandia National Laboratory no Novo México, foi atraído para explorar a paisagem sonora da estratosfera depois de ser apresentado aos sons de baixa frequência produzidos por vulcões na pós-graduação. Esse fenômeno, chamado de infra-som, é inaudível ao ouvido humano.

Bowman e seus amigos já haviam instalado câmeras em balões meteorológicos para “tirar fotos do céu negro acima e da terra bem abaixo” e construíram com sucesso seu próprio balão solar.

Ele propôs anexar gravadores infravermelhos a balões para registrar os sons dos vulcões. Mas então ele e seu orientador, Jonathan Lees, da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, “perceberam que ninguém havia tentado colocar microfones em balões estratosféricos por meio século, então avançamos para explorar o que essa nova plataforma poderia fazer, “Bowman disse. Lees é um professor de ciências da terra, oceano e meio ambiente que realiza pesquisas em sismologia e vulcanologia.

Os balões podem captar sensores duas vezes mais rápido que os jatos comerciais.

“Em nossos balões solares, registramos explosões químicas, trovões, ondas do mar quebrando, aeronaves a hélice, sons da cidade, lançamentos de foguetes auxiliares, terremotos e trens de carga e aviões a jato”, disse Bowman por e-mail. “Gravamos sons e sua origem não é clara.”

As descobertas foram divulgadas na quinta-feira 184ª Reunião da Acoustical Society of America, Chicago.

Em uma gravação compartilhada por Bowman de um balão da NASA orbitando a Antártida, o infra-som das ondas do mar quebrando soa como um suspiro contínuo. Mas outras explosões e estrondos são de origem desconhecida.

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Bowman disse que na estratosfera, “algumas aeronaves têm sinais infravermelhos misteriosos algumas vezes por hora, mas a fonte deles é completamente desconhecida”.

Bowman e seus colaboradores conduziram a pesquisa usando balões da NASA e outros fornecedores de aviação, mas decidiram construir seus próprios balões, cada um com cerca de 19,7 a 23 pés (6 a 7 metros) de diâmetro.

Os materiais podem ser encontrados em lojas de ferragens e material pirotécnico, e os balões podem ser montados na quadra de basquete.

“Cada balão é feito de plástico de pintor, fita adesiva e pó de carvão”, disse Bowman por e-mail. “Eles custam cerca de US $ 50 para serem fabricados, e uma equipe de dois homens pode construir um em 3,5 horas. Se você o levar para um campo em um dia ensolarado e enchê-lo de ar, ele pode carregar uma carga útil de meio quilo para cerca de 70.000 pés.

O pó de carvão é usado dentro dos balões para escurecê-los e, quando a luz do sol atinge os balões escurecidos, o ar dentro deles esquenta e flutua. O design DIY barato e fácil significa que os pesquisadores podem liberar vários balões para coletar o máximo de dados possível.

“Essencialmente, um grupo de estudantes do ensino médio com acesso a uma academia escolar Um balão solar pode ser feitoE existe até um aplicativo de celular chamado RedVox que pode gravar infra-som”, disse Bowman.

Bowman estima que lançou várias dezenas de balões solares para coletar gravações de infrassom de 2016 a abril deste ano. Microbarômetros, originalmente projetados para monitorar vulcões, foram anexados a balões para gravar sons de baixa frequência.

Os pesquisadores rastrearam seus balões com GPS enquanto viajavam centenas de quilômetros e pousavam em locais inconvenientes.

O voo mais longo até hoje em um balão de hélio da NASA durou 44 dias, registrando 19 dias de dados antes que as baterias do microfone acabassem. Enquanto isso, os voos de balão solar duram cerca de 14 horas no verão e pousam após o pôr do sol.

A vantagem da grande altitude que os balões atingem é que o nível de ruído é baixo e o alcance de detecção é aumentado – e toda a Terra pode ser acessada. Mas os balões apresentam desafios para os pesquisadores. A estratosfera é um ambiente hostil com grandes flutuações de temperatura entre quente e frio.

“Os balões solares são um pouco frágeis e destruímos alguns nos arbustos tentando lançá-los”, disse Bowman. “Tivemos que descer por vales e montanhas para pegar nossas cargas. Uma vez, nossos colegas do estado de Oklahoma pousaram um balão em um campo, passaram a noite e depois o lançaram no ar para voar novamente o dia todo!

As lições aprendidas com muitos voos de balão tornaram o processo um pouco mais fácil, mas agora o maior desafio para os pesquisadores é identificar os sinais registrados durante os voos.

“Existem tantos aviões com sinais cuja origem não entendemos”, disse Bowman. “Eles certamente são mundanos – talvez turbulência, uma tempestade severa distante ou algum tipo de fator humano – como um trem de carga – mas às vezes é difícil dizer o que está acontecendo porque não há dados lá.”

Sarah Albert, geofísica do Sandia National Laboratories, estudou um “canal de som” – uma passagem pela atmosfera que transporta sons por grandes distâncias – na altitude que Bowman estudou. dela Registros capturam lançamentos de foguetes e outros rumores não identificados.

“O som fica preso no canal e reverbera até ficar completamente distorcido”, disse Bowman. “Mas se está próximo e muito quieto (como turbulência) ou distante e barulhento (como uma tempestade distante) ainda não está claro.”

Bowman e Albert continuarão a estudar o canal de som aéreo para tentar determinar de onde vêm os sons na estratosfera – e por que alguns aviões os registram e outros não.

Bowman está interessado em entender a paisagem sonora da estratosfera e desvendar os principais recursos, como variação entre estações e locais.

Versões cheias de hélio desses balões podem um dia ser usadas Explore outros planetas como VênusCarregar instrumentos científicos por dias acima ou dentro das nuvens do planeta é um voo de teste para missões maiores e mais complexas.