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지구의 성층권 소리를 녹음하기 위해 거대한 태양열 기구를 상공 70,000피트 상공으로 보냈고 마이크는 예상치 못한 소리를 포착했습니다.
NASA에 따르면 성층권은 지구 대기의 두 번째 층이며 그 아래층에는 태양으로부터 자외선을 흡수하고 산란시키는 오존층이 있습니다. 성층권의 희박하고 건조한 공기는 제트기와 기상 기구가 최대 고도에 도달하는 곳이며 상대적으로 잔잔한 대기층은 난기류의 영향을 거의 받지 않습니다.
뉴멕시코주 샌디아 국립연구소(Sandia National Laboratories)의 수석 과학자인 다니엘 바우만(Daniel Bowman)은 대학원에서 화산이 생성하는 저주파 소리를 접한 후 성층권의 음향적 풍경을 탐구하도록 영감을 받았습니다. 이 현상을 초음파라고 하며 사람의 귀에는 들리지 않습니다.
Bowman과 그의 친구들은 이전에 “위로 검은 하늘과 아래로 땅의 사진을 찍기 위해” 날씨 풍선에 카메라를 장착했으며 그들만의 태양열 풍선을 성공적으로 만들었습니다.
그는 화산 소리를 녹음하기 위해 풍선에 초저주파 녹음기를 부착할 것을 제안했습니다. 그러나 그와 그의 고문인 노스캐롤라이나 대학교 채플 힐의 조나단 리스는 “아무도 반세기 동안 성층권 풍선에 마이크를 장착하려고 시도하지 않았기 때문에 우리는 이 새로운 플랫폼이 무엇을 할 수 있는지 탐구하는 데 집중했습니다. “라고 깨달았습니다. 말했다. Liz는 지진학과 화산학을 연구하는 지구, 해양 및 환경 과학 교수입니다.
센서는 상용 항공기보다 두 배 높은 풍선을 사용할 수 있습니다.
Bowman은 이메일을 통해 “태양열 풍선에서 표면 화학 폭발 및 매장, 천둥, 파도, 헬리콥터 충돌, 도시 소음, 아궤도 로켓 발사, 지진, 심지어 화물 열차 및 제트기까지 기록했습니다.”라고 말했습니다. “출처가 불분명한 소리도 녹음했습니다.”
결과는 목요일에 공유되었습니다 미국 성악 학회 184차 시카고 회의.
남극 대륙 주변의 NASA 풍선에서 공유된 Bowman 녹음에는 파도가 부서지는 초음파가 포함되어 있으며, 이는 계속되는 한숨처럼 들립니다. 그러나 다른 딸랑이와 바스락거리는 소리는 기원을 알 수 없습니다.
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Bowman은 성층권에서 “일부 비행에서 한 시간에 몇 번 발생하는 신비한 초음파 신호가 있지만 그 소스는 완전히 알려지지 않았습니다.”라고 말했습니다.
Bowman과 그의 공동 작업자는 NASA 및 기타 항공우주 제공업체의 풍선을 사용하여 연구를 수행했지만 각각 6~7m(19.7~23피트) 길이의 자체 풍선을 만들기로 결정했습니다.
용품은 철물점과 불꽃놀이 상점에서 찾을 수 있으며 풍선은 농구 코트에서 조립할 수 있습니다.
Bowman은 이메일을 통해 “각각의 풍선은 화가의 플라스틱, 배송 테이프 및 숯 먼지로 만들어졌습니다.”라고 말했습니다. 만드는 데 약 $50의 비용이 들며 2인 팀이 약 3.5시간 안에 하나를 만들 수 있습니다. 화창한 날 들판으로 나가서 공기를 채우면 약 70,000피트까지 1파운드의 탑재량을 운반할 수 있습니다.”
숯 가루는 풍선 내부를 어둡게 하는 데 사용되며, 어두워지는 풍선에 태양이 비치면 내부 공기가 가열되어 부력이 생깁니다. 저렴하고 쉬운 DIY 디자인은 연구원들이 여러 개의 풍선을 풀어 최대한 많은 데이터를 수집할 수 있음을 의미합니다.
Daleel Star Engineering LLC / 산디아 국립 연구소
이 사진은 지표면에서 약 21km 상공에 있는 샌디아 국립 연구소(Sandia National Laboratories)의 태양열 열기구에서 촬영한 것입니다.
“실제로 고등학생 그룹이 학교 체육관을 이용할 수 있습니다. 태양열 풍선을 만들 수 있습니다.그리고 초음파를 기록할 수 있는 RedVox라는 모바일 앱도 있습니다.” Bowman이 말했습니다.
Bowman은 2016년에서 올해 4월 사이에 초저주파 기록을 수집하기 위해 수십 개의 태양 풍선을 발사했다고 추정합니다. 원래 화산을 모니터링하기 위해 설계된 마이크로미터는 저주파 소리를 기록하기 위해 풍선에 부착되었습니다.
연구원들은 GPS(Global Positioning System)를 사용하여 풍선을 추적했습니다. 수백 마일을 여행하고 불편한 위치에 착륙할 수 있기 때문입니다.
지금까지 가장 긴 비행은 NASA 헬륨 풍선에 탑승한 44일이었습니다. 이 풍선은 마이크의 배터리가 다 되기 전에 19일 분량의 데이터를 기록했습니다. 한편, 태양열 기구 비행은 여름에 약 14시간 동안 지속되며 해가 지면 착륙하는 경향이 있습니다.
01:22 – 출처: CNN
우주의 경이로움을 경험하는 새로운 방법
풍선이 도달하는 고도가 높을수록 소음 수준이 낮아지고 감지 범위가 증가하며 전체 지면에 도달할 수 있다는 이점이 있습니다. 그러나 풍선은 또한 연구자들에게 도전 과제이기도 합니다. 성층권은 더위와 추위 사이의 급격한 온도 변화가 있는 극한 환경입니다.
Bowman은 “태양열 풍선은 약간 느리고 발사하려고 할 때 덤불에서 몇 개를 파괴했습니다.”라고 말했습니다. “우리는 탑재량을 얻기 위해 협곡과 산을 하이킹해야 했습니다. 옛날 옛적에 우리 동료 오클라호마 주립대원들은 들판에 착륙하고 밤을 보낸 다음 다시 공중으로 날아가 다른 풍선을 날리는 풍선을 가지고 있었습니다. 하루 종일!”
여러 풍선 비행에서 얻은 교훈으로 프로세스가 다소 쉬워졌지만 이제 연구자에게 가장 큰 과제는 비행 중에 기록된 신호를 식별하는 것입니다.
Bowman은 “신호가 어디에서 왔는지 이해할 수 없는 신호를 보내는 비행편이 너무 많습니다.”라고 말했습니다. “그것은 거의 확실히 일상적입니다. 아마도 난기류의 지점, 멀리서 심한 폭풍우, 또는 화물 열차와 같은 일종의 인간적인 것일 수 있습니다. 하지만 거기에는 데이터가 너무 적기 때문에 때때로 무슨 일이 일어나고 있는지 알기가 어렵습니다.”
Sandia National Laboratories의 지구 물리학자인 Sarah Albert는 Bowman 연구의 고도에 위치한 대기를 통해 먼 거리에 걸쳐 소리를 전송하는 채널인 “음향 덕트”를 조사했습니다. 하아 기록은 미사일 발사를 기록했습니다. 그리고 다른 알 수 없는 투덜거림.
Randy Montoya/Sandia 국립 연구소
Sandia National Laboratories 지구물리학자(왼쪽부터) Daniel Bowman과 Sarah Albert가 초저주파 센서와 극한 온도로부터 센서를 보호하는 데 사용되는 상자를 보여줍니다.
Bowman은 “이 소리는 채널에 갇혀 완전히 막힐 때까지 반향을 일으킬 수 있습니다.”라고 말했습니다. “그러나 그것이 난기류처럼 가깝고 상당히 조용한지(난기류처럼) 멀고 시끄러운지(먼 폭풍처럼) 아직 명확하지 않습니다.”
Bowman과 Albert는 계속해서 대기 음향 채널을 조사하고 성층권의 울림이 어디에서 오는지, 그리고 왜 일부 비행은 기록하고 다른 비행은 기록하지 않는지 알아내려고 노력할 것입니다.
Bowman은 성층권의 음파를 이해하고 계절과 위치에 따른 변동성과 같은 주요 기능을 잠금 해제하기를 간절히 원합니다.
이 풍선의 헬륨으로 채워진 버전은 언젠가 사용될 수 있습니다. 금성과 같은 다른 행성 탐험더 크고 복잡한 임무를 위한 시험 비행으로 며칠 동안 행성의 구름 위 또는 내부에 과학 장비를 운반합니다.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”