Usando tecnologia disponível e economia inovadora, balões de hélio leves começaram a transportar laboratórios controlados remotamente para a borda do espaço e de volta, oferecendo o business case para novos tipos de missões científicas.

Há mais no ar do que aparenta. Os gases que cercam nosso planeta espalham ondas de luz, escurecer seu brilho e misturar suas cores, como visto pelos vermelhos, laranjas e roxos visíveis no céu ao pôr do sol.

Isso torna a terra um refúgio seguro e paisagístico, mas também barulhento para cientistas que estudam seus arredores.

'Ao estudar a atmosfera, altitude importa, 'disse o professor Klaus Pfeilsticker, um físico ambiental especializado em técnicas de sensoriamento remoto na Universidade de Heidelberg, na Alemanha.

A atmosfera interfere em todos os sinais que podem ser usados ​​para sondá-la. Isso confunde os resultados experimentais e torna particularmente difícil apontar a altitude em que os fenômenos aéreos ocorrem.

Moléculas

A pesquisa do Prof. Pfeilsticker se concentra em como os gases afetam o meio ambiente, usando balões de hélio para pesquisar quais moléculas podem ser encontradas acima de nós, e como eles impactam a vida abaixo.

Seu trabalho é centrado em gases à base de halogênio, que parecem inofensivos à primeira vista. Por exemplo, o dibromometano e o bromofórmio são produzidos por microalgas no oceano e suas ligações químicas reagem tão rápido que raramente se afastam dos ecossistemas que os liberam.

Mas com o vento de cauda certo, eles podem voar 14 quilômetros acima dos oceanos e causar estragos na camada de ozônio.

Quatro anos atrás, O Prof. Pfeilsticker coordenou um projeto de pesquisa financiado pela UE chamado SHIVA para demonstrar que gases contendo halogênio de curta duração destroem tanto o ozônio quanto os poluentes proibidos pelo Protocolo de Montreal, um acordo internacional para proteger a camada de ozônio feito em 1987.

Esse dano é contrabalançado pela taxa natural de reforma do ozônio. Mas, à medida que a mudança climática aquece os oceanos e as correntes de ar, mais compostos de halogênio podem penetrar na estratosfera e alargar o buraco na camada de ozônio de maneiras que não podemos controlar com regulamentos.

O consórcio SHIVA conseguiu quantificar o impacto desses gases de curta duração porque verificou os resultados no local.

Os parceiros do projeto voaram aeronaves com 12 quilômetros de altura para coletar amostras de ar acima das nuvens e calibrar suas medições de solo, mas detalhar o risco exigirá balões de alta altitude.

O ar dentro da camada de ozônio é muito fino para voar aviões, portanto, a única maneira de fazer medições é amarrar os instrumentos em um foguete ou embaixo de um balão.

'Usando uma aeronave de pesquisa, SHIVA acabou de atingir o limite inferior da camada de ozônio, 'disse o Prof. Pfeilsticker. 'No fim, uma compreensão mais profunda exigirá veículos que possam subir mais alto na estratosfera. '

Philipp Maier, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, na Alemanha, argumenta que os balões podem oferecer a solução mais econômica.

'Balões de hélio podem levantar meia tonelada de equipamento científico a mais de 30 quilômetros no ar, ' ele disse. Isso levaria os instrumentos de análise química para o coração da camada de ozônio.

A data, a principal limitação dos observatórios montados em balões tem sido sua capacidade de manobra desajeitada. Em princípio, balões de hélio podem navegar em ventos fortes para qualquer destino no globo. Na prática, pegar a corrente de ar certa significa liberar muito hélio ou lançar muito lastro, um material pesado usado para fornecer estabilidade durante a flutuação.

O equipamento científico e os controles pesados ​​tendem a levar as missões do balão estratosférico a uma descida inesperada em questão de dias, às vezes danificando sua carga útil cara e levantando questões de segurança lá embaixo.

Dr. José-Luis Ortiz do Instituto de Astrofísica da Andaluzia, Espanha, está convencido de que existe a tecnologia para uma melhor direção e pouso mais seguro. O desafio é embalá-lo em um produto comercializável.

Sistemas de dois balões

'Existem maneiras mais inteligentes de mergulhar e subir, disse o Dr. Ortiz. 'Sistemas de dois balões em que uma metade pode se expandir enquanto a outra permanece rígida podem, por exemplo, tornar o lastro obsoleto. '

Outros avanços incrementais podem aumentar a duração do voo e tornar a carga útil do balão reutilizável. O Dr. Ortiz cita a miniaturização de componentes eletrônicos como um exemplo de como as melhorias graduais estão tornando as cargas em balão mais leves e mais baratas de montar. Seus parceiros controlaram telescópios aerotransportados usando os mesmos chips de computador Raspberry Pi que permitem aos amadores construir robôs caseiros.

Como parte do projeto financiado pela UE ORISON, um consórcio científico liderado pelo Dr. Ortiz fez parceria com a EY, a maior firma de contabilidade da Europa. Juntos, eles estão trabalhando em um plano de negócios para instrumentos flutuantes para a estratosfera.

'Hoje, cientistas que embarcam em missões de balão precisam construir eles próprios muitos equipamentos, disse o Dr. Ortiz. ORISON visa sublocar observatórios totalmente funcionais, permitindo que seus clientes se concentrem na pesquisa. De acordo com o Dr. Ortiz, isso é comparável ao modelo de negócios de muitos telescópios terrestres.

Embora voos baratos para a estratosfera possam atrair muitas áreas de pesquisa, O primeiro público-alvo do ORISON são os astrônomos. Os parceiros do projeto realizaram missões de teste neste ano, nas quais tiraram centenas de fotografias de contato próximo com meteoros.

Os telescópios flutuantes oferecem aos observadores de estrelas as vantagens óbvias de se erguer acima do tempo nublado e evitar que os sinais sejam absorvidos no ultravioleta e no infravermelho próximo. 'É emocionante ver água em outros planetas, 'disse Maier.