Globo de superpresión

Un globo de superpresión ( SPB ) es un tipo de globo aerostático cuyo volumen se mantiene relativamente constante ante los cambios en la presión ambiental exterior y la temperatura del gas de sustentación . Esto permite que el globo mantenga una altitud estable durante largos periodos. Esto contrasta con los globos de volumen variable, mucho más comunes, que solo se llenan parcialmente con gas de sustentación o están fabricados con materiales más elásticos. También conocidos como globos calabaza o globos de ultra larga distancia (ULDB), las envolturas selladas de estos globos tienen forma de calabaza a la altitud de vuelo. ^{[ 1 ]}

En un globo de volumen variable, el volumen del gas de sustentación cambia debido al calentamiento y enfriamiento propios del ciclo diurno . Este ciclo se ve amplificado por el efecto invernadero dentro del globo, mientras que el gas atmosférico circundante experimenta un cambio de temperatura cíclico mucho más limitado. A medida que el gas de sustentación se calienta y se expande, el desplazamiento del gas atmosférico aumenta, mientras que el peso del globo permanece constante. Su flotabilidad aumenta, lo que provoca un incremento en la altitud a menos que se compense liberando gas. Por el contrario, si el globo se enfría y desciende, es necesario liberar lastre . Dado que tanto el lastre como el gas son finitos, existe un límite en cuanto al tiempo que un globo de volumen variable puede compensar para estabilizar su altitud.

En contraste, un globo de superpresión experimenta cambios de altitud menores sin maniobras de compensación. ^{[ 2 ]} Debido a que el volumen del globo está más restringido, también lo está el volumen de aire desplazado por él. De acuerdo con el Principio de Arquímedes , la fuerza ascendente sobre el globo es igual al peso del gas ambiente desplazado. En este caso, el gas ambiente es el gas atmosférico desplazado por el globo. El peso del gas atmosférico desplazado disminuye a medida que el globo asciende, porque la densidad atmosférica disminuye con el aumento de la altitud . ^{[ 3 ]} Por lo tanto, la fuerza que empuja el globo hacia arriba disminuye con la altitud y, a cierta altitud particular, la fuerza ascendente es igual al peso del globo. Como resultado, el globo permanece estable en un rango de altitud de equilibrio finito durante largos períodos.

La desventaja es que este tipo de globos requieren materiales mucho más resistentes que los globos no presurizados.

Los globos de superpresión (SPB) se utilizan normalmente para vuelos de duración extremadamente larga de experimentos científicos no tripulados en la atmósfera superior , ^{[ 2 ]} donde la temperatura del gas atmosférico es bastante estable a lo largo del ciclo diurno. ^{[ 4 ]} En 1985, dichos globos se utilizaron para aerobots que volaban a una altitud de aproximadamente 50 kilómetros (160.000 pies) en la atmósfera de Venus , en el programa internacional Vega , liderado por la Unión Soviética . 

En febrero de 1974, el coronel Thomas L. Gatch Jr., de la Reserva del Ejército de los Estados Unidos (USAR) , intentó realizar la primera travesía del Atlántico en globo aerostático a bordo de un globo de superpresión llamado Light Heart . Tras la pérdida de al menos dos de los diez globos que proporcionaban sustentación, y después de desviarse sustancialmente de la ruta que el coronel Gatch había trazado para aprovechar la corriente en chorro , el último avistamiento registrado del Light Heart fue a 1610 kilómetros (1000 millas) al oeste de las Islas Canarias ; nunca más se encontró rastro de la aeronave. ^{[ 5 ]} 

En marzo de 2015, la NASA lanzó un SPB a una altitud de 110 000 pies (34 000 m) durante 32 días desde Nueva Zelanda y lo aterrizó en Australia tras detectarse una fuga. ^{[ 6 ]} Esta fue la primera vez que un SPB voló durante un período prolongado a lo largo del ciclo día-noche. Cuando estaba completamente inflado, tenía el tamaño de un estadio de fútbol. 

El Proyecto Loon de Alphabet Inc. utilizó globos de superpresión de altitud controlable para lograr vuelos de más de 300 días. ^{[ 7 ]}

El SPB TRAVALB-2 superó los vuelos anteriores de globos antárticos al permanecer en el aire durante 149 días, 3 horas y 58 minutos después de su lanzamiento desde el sitio de Globos de Larga Duración (LDB) de la NASA en el Campamento LDB, Estación McMurdo , Antártida. La operación fue apoyada por   la Fundación Nacional de Ciencias y el Programa Antártico de los Estados Unidos .   ^{[ 8 ]} Después del aborto del lanzamiento del Travalb-1, el Travalb-2 despegó el 29 de diciembre de 2019 para probar las predicciones de trayectoria de globos de la NASA en la Antártida y para estudiar las pérdidas de electrones de los cinturones de radiación de la Tierra. ^{[ 9 ]}

El Telescopio de Imágenes Transportado por Globo de Superpresión (SuperBIT) está preparado para un vuelo de más de 30 días a bordo del sistema SPB de la NASA en marzo de 2022. Lanzado desde Wānaka , Nueva Zelanda, SuperBIT pretende aprovechar los ciclos de día y noche que permite el SPB para obtener imágenes de la estratosfera con calidad espacial y limitadas por difracción .

El globo chino de gran altitud que se observó transitando por Estados Unidos a principios de 2023 era un globo de superpresión similar en estilo a los globos anteriores de la NASA . ^{[ 10 ]}

• Instalación de globos científicos de Columbia
• Técnica de sondeo horizontal global
• Ancla del cielo

• Globo de superpresión de la NASA
• Imagen del día de la NASA: "En el aire", que muestra un globo de superpresión sobre la Antártida.
• Globo de superpresión de Nott