Пример 5.
(a) обсерватория воздушных шаров STO и научная группа, после успешного испытания hang в Колумбийском научном воздушном шаре объекта в Палестине, штат Техас, в августе 2015 года. Это изображение первоначально появилось на веб-сайте нидерландского Института космических исследований (SRON) STO. (b) второй научный полет STO состоялся из Мак-Мердо в Антарктиде 8 декабря 2016 года, время полета составило чуть менее 22 дней.
Еще одно преимущество воздушного шара, концептуально аналогичное Софии, заключается в том, что полезные нагрузки обычно восстанавливаются и доступны для повторного использования на ∼ 1∼1- годовые сроки, что означает, что воздушные шары являются жизненно важной платформой для развития технологий и повышения TRL. Например, технология прямого детектирования в дальней инфракрасной области имеет много общих элементов (подходы к обнаружению, материалы и показания) с экспериментами CMB, которые проводятся на земле, 101-103 с воздушных шаров, 104-106 и в космосе. Эти платформы были полезны для разработки болометра и технологии считывания, применимой к дальней инфракрасной области.
Все проекты аэростатов сталкиваются с проблемами, поскольку полезная нагрузка должна включать прибор и все вспомогательное оборудование, необходимое для получения научных данных. Однако для Uldb существуют две дополнительные проблемы:
Масса полезной нагрузки: в то время как баллоны с нулевым давлением (включая ЛНД) могут поднимать до 2700 кг, ЛНД имеют предел массы около 1800 кг. Проектирование полезной нагрузки до этого предела массы нетривиально,так как научные полезные нагрузки могут иметь массу свыше 2500 кг. Например, общая масса гондолы GUSTO оценивается в 2700 кг.
Охлаждение: все приборы дальнего инфракрасного диапазона должны работать при криогенных температурах. Жидкостные криогены были использованы для аппаратур как на стандарте, так и на LDBs, с дополнительными холодильниками (например, He3, адиабатическое размагничивание) для того чтобы принести блоки детектора вниз к необходимым рабочим температурам, которые могут быть как низки как 100 mK. Эти охлаждая разрешения типично работают на масштабах времени соизмеримых с полетами LDB. Однако для полетов ULDB в настоящее время не представляется возможным достичь необходимого криогенного времени удержания. Использование механических охладителей для обеспечения охлаждения первой ступени решило бы эту проблему, но современная технология не удовлетворяет потребности полетов на воздушном шаре. Недорогие криокулеры для использования на земле доступны, но имеют требования к мощности, которые трудно удовлетворить на воздушных шарах, которые в настоящее время предлагают общую мощность до 2,5 кВт. Маломощные криоохладители существуют для использования в космосе, но их стоимость высока и не укладывается в типичные бюджеты воздушного шара.
В дополнение к решению описанных выше проблем существует несколько направлений развития, которые позволили бы улучшить многие эксперименты с воздушными шарами. Ниже приводятся три примера:
- Большая апертура, облегченные зеркала для μ M 50 до 10001000 μm наблюдение .
- Общие шаблоны проектирования для некоторых подсистем, таких как Звездные камеры, хотя попытка стандартизации на конструкции гондолы была бы непомерно дорогостоящей, поскольку большинство систем по-прежнему лучше всего реализовано индивидуально для каждой полезной нагрузки.
- Рамки для расширения обмена информацией, методами и подходами. Хотя баллонные эксперименты в целом являются более "управляемыми ПИ", чем обсерватории объектного класса (поскольку большая часть аппаратных средств построена на заказ для каждого полета), существует процветающее сообщество пользователей в воздушном шаре, в котором информация и идеи разделяются. Содействие обмену информацией будет способствовать дальнейшему развитию этого сообщества. PI-управляемые воздушные шары также служат в качестве следопытов для более крупных объектов, как это было в случае BLAST и Herschel, и таким образом могут заложить основу для будущей миссии на воздушном шаре класса “общая обсерватория”.
Продолжение следует...