НЛО и современная наука

В последующие годы развитие производства легких и прочных синтетических материалов для оболочек позволило значительно увеличить высоту дрейфа аэростатов за счет снижения веса баллонов и увеличения их объема. В 60-е годы регулярными стали полеты на высотах около 30 км, а пилотируемый аэростат «Стратлаб» (США, пилоты М. Росс и В. Празер) достиг высоты 34 700 м.

С развитием автоматизированных систем измерения и передачи информации непосредственное участие исследователей в полетах потеряло практическое значение, и в настоящее время полеты людей на воздушных шарах, вероятно, сохраняют смысл лишь как один из технических видов спорта.

Назначения современных аэростатов и их конструкции. Для исследования состояния различных слоев атмосферы и проведения регулярных метеорологических наблюдений во всем мире широко используются шары-зонды. Современный шар-зонд представляет собой резиновую оболочку диаметром на земле около 2 м, к которой подвешены измерительные приборы. Поднимаясь со скоростью несколько сот метров в минуту, они могут достигать высоты около 30 км, где их диаметр увеличивается почти до 10 м, после чего оболочка разрывается. Запуск таких шаров осуществляется регулярно несколько раз в сутки на всех метеообсерваториях. Дальность полетов шаров-зондов обычно не превышает 10–15 км от места их запуска и определяется локальной скоростью ветра на разных высотах. Полезная нагрузка, которую способны поднять шары-зонды, составляет 1–1,5 кг.

Если для проведения стандартных метеорологических наблюдений эти ограничения по весу вполне приемлемы, то постановка экспериментов более серьезных, таких, как астрофизические наблюдения или регистрация потоков космических лучей за пределами плотных слоев атмосферы, требует применения более тяжелой аппаратуры, весом в десятки и даже сотни килограмм. Это, безусловно, накладывает определенные ограничения на конструкцию и размеры баллонов.

Существуют два принципиально разных типа применяемых оболочек — открытого и закрытого типов, особенности конструкций которых определяют и соответствующие режимы полетов.

Баллоны открытого типа устроены таким образом, что при помощи специального клапана (так называемый пилотажный аппендикс) внутренний объем оболочки может сообщаться с атмосферой. При полете в дневное время из-за нагрева оболочки и наполняющего ее газа солнечным излучением происходит увеличение объема, и аэростат поднимается. Для прекращения подъема на заданной высоте излишек газа стравливается. После захода Солнца газ остывает, его объем уменьшается, и аэростат опускается вниз. На нижней, допустимой по условиям эксперимента, высоте сбрасывается часть балласта, и спуск прекращается. Таким образом, происходят суточные колебания высоты дрейфа аэростата с амплитудой, которая обычно составляет около 10 км. Возможность изменения высоты дрейфа таких аэростатов в течение дня автоматически или по команде с Земли важна при решении задач, связанных с проведением достаточно длительных наблюдений над ограниченным районом, например, при изучении особенностей воздушных течений в стратосфере.

Дело в том, что в определенные сезоны на высотах около 20 км формируется слой — велопауза — разделяющий потоки воздуха с противоположно направленными скоростями. В средних широтах, например, в конце лета ниже 20 км преобладают западные ветры, выше — восточные. На других широтах имеются свои особенности развития велопаузы.

Периодически поднимаясь и опускаясь сквозь велопаузу и двигаясь в потоках воздуха в горизонтальном направлении, аэростат может как бы циркулировать по замкнутой траектории в вертикальной плоскости на высоте 15–30 км. Поскольку такой режим полета требует постоянного расхода балласта и наполняющего оболочку газа, время существования аэростатов этого типа ограничено и, как правило, не превышает десяти дней.

Более перспективными для длительных исследований являются аэростаты закрытого типа, известные также под названием аэростатов сверхдавления. В этих баллонах давление газа в оболочке превышает давление воздуха на высоте дрейфа настолько, чтобы при охлаждении после захода Солнца не происходило уменьшения объема оболочки. Так как газ в этом случае не расходуется, а его естественные потери определяются в основном диффузией через оболочку, то время жизни таких аэростатов, в принципе, может составлять несколько лет. Рекорд продолжительности полета, установленный в 1970 г., превышает четыре года, в течение которых аэростат совершил более ста кругосветных путешествий на высоте около 35 км.