(CNN) – Se enviaron globos solares gigantes a 21.336 metros de altura para registrar los sonidos de la estratosfera de la Tierra, y los micrófonos captaron algunos sonidos inesperados.
La estratosfera es la segunda capa de la atmósfera terrestre, y su nivel inferior contiene la capa de ozono que absorbe y dispersa la radiación ultravioleta del sol, según la NASA. El aire delgado y seco de la estratosfera es donde los aviones a reacción y los globos meteorológicos alcanzan su máxima altitud, y la capa atmosférica relativamente tranquila rara vez se ve perturbada por la turbulencia.
Daniel Bowman, científico principal de los Laboratorios Nacionales Sandia en Nuevo México, se inspiró en la escuela de posgrado para explorar el paisaje sonoro de la estratosfera después de conocer los sonidos de baja frecuencia que generan los volcanes. Conocido como infrasonido, el fenómeno es inaudible para el oído humano.
Bowman y sus amigos habían volado cámaras en globos meteorológicos “para tomar fotografías del cielo negro arriba y la Tierra muy abajo” y construyeron con éxito su propio globo solar.
Propuso colocar grabadores de infrasonidos en globos para registrar los sonidos de los volcanes. Pero luego él y su asesor Jonathan Lees de la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill, “se dieron cuenta de que nadie había intentado poner micrófonos en globos estratosféricos durante medio siglo, así que nos dedicamos a explorar lo que podría hacer esta nueva plataforma”, dijo Bowman. Lees es profesor de ciencias terrestres, marinas y ambientales e investiga sismología y vulcanología.
Los globos pueden llevar sensores dos veces más altos que los aviones comerciales.
“En nuestros globos solares, hemos registrado explosiones químicas en la superficie y enterradas, truenos, colisiones de olas oceánicas, aviones de hélice, sonidos de la ciudad, lanzamientos de cohetes suborbitales, terremotos y tal vez incluso trenes de carga y aviones a reacción”, dijo Bowman por correo electrónico. “También hemos grabado sonidos cuyo origen no está claro”.
Los hallazgos fueron compartidos el jueves en la 184ª Reunión de la Acoustical Society of America en Chicago.
Una grabación compartida por Bowman de un globo de la NASA que dio la vuelta a la Antártida contiene infrasonidos de olas oceánicas que chocan, que suenan como un suspiro continuo. Pero otros crujidos y susurros tienen orígenes desconocidos.
Escucha los sonidos de la estratosfera
En la estratosfera, “hay misteriosas señales de infrasonido que ocurren algunas veces por hora en algunos vuelos, pero la fuente de estas es completamente desconocida”, dijo Bowman.
Construyendo globos solares
Bowman y sus colaboradores realizaron investigaciones con globos de la NASA y otros proveedores de vuelos, pero decidieron construir sus propios globos, cada uno con una extensión de entre 6 a 7 metros de ancho.
Los suministros se pueden encontrar en ferreterías y tiendas de artículos pirotécnicos, y los globos se pueden armar en una cancha de baloncesto.
“Cada globo está hecho de plástico de pintor, cinta adhesiva y polvo de carbón”, dijo Bowman por correo electrónico. “Cuestan alrededor de $ 50 para hacer y un equipo de dos puede construir uno en aproximadamente 3,5 horas. Uno simplemente lo lleva a un campo en un día soleado y lo llena con aire, y transportará una libra de carga útil a unos 70000 pies”.
El polvo de carbón se usa dentro de los globos para oscurecerlos, y cuando el sol brilla sobre los globos oscuros, el aire dentro de ellos se calienta y se vuelve flotante. El diseño fácil y económico de bricolaje significa que los investigadores pueden lanzar varios globos para recopilar la mayor cantidad de datos posible.
Guide Star Engineering LLC/Sandia National Laboratories
“Realmente, un grupo de estudiantes de secundaria con acceso al gimnasio de la escuela podría construir un globo solar , e incluso hay una aplicación para teléfonos celulares llamada RedVox que puede grabar infrasonidos”, dijo Bowman.
Bowman estimó que lanzó varias docenas de globos solares para recolectar registros de infrasonidos entre 2016 y abril de este año. Los microbarómetros, originalmente diseñados para monitorear volcanes, se adjuntaron a los globos para registrar sonidos de baja frecuencia.
Los investigadores rastrearon sus globos usando GPS, ya que pueden viajar cientos de millas y aterrizar en lugares inconvenientes.
El vuelo más largo hasta ahora fue de 44 días a bordo de un globo de helio de la NASA, que registró 19 días de datos antes de que se agotaran las baterías del micrófono. Mientras tanto, los vuelos en globo solar suelen durar unas 14 horas durante el verano y aterrizan una vez que se pone el sol.
Desentrañar sonidos misteriosos
La ventaja de la gran altitud alcanzada por los globos significa que los niveles de ruido son más bajos y el rango de detección aumenta, y toda la Tierra es accesible. Pero los globos también presentan desafíos para los investigadores. La estratosfera es un entorno hostil con fluctuaciones de temperatura salvajes entre el calor y el frío.
“Los globos solares son un poco lentos y hemos destrozado algunos en los arbustos cuando intentamos lanzarlos”, dijo Bowman. “Hemos tenido que caminar por cañones y montañas para obtener nuestras cargas útiles. ¡Una vez, nuestros colegas del estado de Oklahoma hicieron que un globo aterrizara en un campo, pasara la noche y se lanzara de nuevo al aire para volar otro día entero!”.
Las lecciones aprendidas de múltiples vuelos en globo han facilitado un poco el proceso, pero ahora el mayor desafío para los investigadores es identificar las señales registradas durante los vuelos.
“Hay muchos vuelos con señales cuyo origen no entendemos”, dijo Bowman. “Es casi seguro que son mundanos, tal vez un parche de turbulencia, una tormenta severa distante o algún tipo de objeto humano como un tren de carga, pero a veces es difícil saber qué está pasando debido a la falta de datos”.
Sarah Albert, geofísica de Sandia National Laboratories, ha investigado un “canal de sonido”, un conducto que transporta sonidos a través de grandes distancias a través de la atmósfera, ubicado en las altitudes que estudia Bowman. Sus grabaciones han capturado lanzamientos de cohetes y otros estruendos no identificados.
Randy Montoya/Sandia National Laboratories
“Puede ser que el sonido quede atrapado en el canal y haga eco hasta que se distorsione por completo”, dijo Bowman. “Pero aún no está claro si está cerca y bastante tranquilo (como un parche de turbulencia) o distante y ruidoso (como una tormenta lejana).”
Bowman y Albert continuarán investigando el canal de sonido aéreo e intentarán determinar dónde se originan los ruidos de la estratosfera y por qué algunos vuelos los registran y otros no.
Bowman está ansioso por comprender el paisaje sonoro de la estratosfera y desbloquear características clave, como la variabilidad entre estaciones y ubicaciones.
Es posible que las versiones llenas de helio de estos globos algún día puedan usarse para explorar otros planetas como Venus, llevando instrumentos científicos por encima o dentro de las nubes del planeta durante unos días como vuelo de prueba para misiones más grandes y complejas.
Martes / 22:30 / CNN Chile
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