100 Dagen in de stratosfeer

Een hogedrukballon van NASA is vorige week begonnen aan een mogelijk recordlange vlucht in de stratosfeer.

Op 17 mei is er op het vliegveld van Wanaka in Nieuw Zeeland een hogedrukballon succesvol de lucht in gegaan, voor een trip rond de wereld en op weg naar een mogelijk recordlange periode in de stratosfeer. De ballon is bestand tegen hoge luchtdruk en wordt op ongeveer 33,5 kilometer hoogte door de wind de wereld rond geblazen, voornamelijk op het zuidelijke halfrond. De ballon is opgelaten voor diverse onderzoeksdoeleinden en kan vooral tijdens zonsopkomst en –ondergang vanaf de grond te zien zijn. De kans is echter klein dat hij op het noordelijk halfrond terecht komt.

De ballon is enorm en heeft een inhoud/omvang van 532.000 kubieke meter. Al 2 uur en 8 minuten na het oplaten van de ballon bereikte het geheel een hoogte van 33,5 kilometer. Aanvankelijk trok de ballon westwaarts over het zuiden van Australië en kwam kort daarna vervolgens in de oostwaartse stroom van de zuidelijke, polaire straalstroom. De route van de ballon is real-time te volgen via deze link: http://www.csbf.nasa.gov/map/balloon9/flight669nt.htm.

Record verbreken
De verwachting is dat de ballon, afhankelijk van de windsnelheid in de stratosfeer, iedere 1 tot 3 weken het zuidelijk halfrond rond circuleert, waarbij de ballon vanaf de grond in bijvoorbeeld Argentinië en Zuid-Afrika vooral tijdens zonsopkomst en zonsondergang af en toe te zien zal zijn. Er wordt geprobeerd om de hogedrukballon ruim 100 dagen in de stratosfeer te houden en daarmee zou het oude record van NASA, dat nu op 54 dagen staat, met gemak verbroken kunnen worden.



Stratosfeer
Om een beetje een beeld te krijgen van waar de ballon of sonde terechtkomt, moeten we eerst weten dat er rondom de aarde verschillende luchtlagen te vinden zijn. De onderste laag waarin wij vertoeven, heet de troposfeer. Die laag is, variërend vanaf de polen tot bij de evenaar, circa 10 tot 17 kilometer dik. De lucht in de poolgebieden is kouder en dus compacter, waardoor de luchtlaag daar minder dik is dan rondom de warme evenaar. Hoe hoger we in die laag komen, hoe kouder het wordt.

Vervolgens komen we in de tropopauze, daar waar het meeste vliegverkeer plaatsvindt, en die gaat weer over in de stratosfeer. Kenmerkend voor het begin van de stratosfeer is de isotherme laag, ofwel de laag die een vrijwel constante temperatuur heeft bij een toenemende hoogte. Dit in tegenstelling tot de laag eronder, de troposfeer. Boven die isotherme laag stijgt de temperatuur en op ongeveer 47 kilometer hoogte bereikt hij weer het vriespunt. Door het verticale temperatuurverloop is de stratosfeer stabiel en er is dus nauwelijks sprake van convectie of turbulentie. Er vormen zich daar dan ook vrijwel geen wolken, alleen de recentelijk ook in ons eigen land waargenomen parelmoerwolken in vrieskoude poollucht.

Ozonlaag
Ten opzichte van de troposfeer bevat de stratosfeer veel meer ozon en juist minder waterdamp en koolstofdioxide. Vooral in de hogere delen van de stratosfeer bevindt zich een hoge concentratie ozon en deze luchtlaag wordt dan ook wel de ozonlaag genoemd. Door het gebrek aan verticale luchtbewegingen blijft eventueel aanwezige verontreiniging vrij lang in deze luchtlaag hangen.

Onderzoek
Wat de hogedrukballon betreft, is het de bedoeling dat hij nieuwe technieken omtrent ballonvaart onderzoekt, die lange vluchten op grotere hoogte mogelijk maken. Dit is uiteindelijk weer gunstig voor onderzoek in de hogere luchtlagen rondom de wereld. De ballon heeft een zogeheten Compton Spectrometer and Imager (COSI) Gamma-Ray telescoop bij zich, die onder andere het ontstaan van nieuwe elementen in de Melkweg moet gaan onderzoeken, maar ook studie moet doen naar bijvoorbeeld zwarte gaten. Ook worden recent ontdekte lage frequentie geluiden in de stratosfeer opgenomen en onderzocht, waarvan wordt aangenomen dat ze nieuw voor de wetenschap zijn.

Poging 5
Het was overigens niet de eerste poging om deze hogedrukballon de lucht in te krijgen. Al vijf keer eerder werden pogingen ondernomen om de ballon op te laten, maar door de weersomstandigheden werden deze lanceringen steeds afgebroken of uitgesteld.

Bronnen: NASA, NASA Goddard