miniatura|Telescopi BLAST en globus de gran altitud abans de l'enlairament. 12 de juny de 2005 miniatura|Globus super pressuritzat de la NASA (2016)
Els Globus de gran altura o globus estratosfèrics solen ser globus sense tripulació, normalment plens d'heli o hidrogen, que s'alliberen a l'estratosfera, generalment assolint entre 18 i 37 km sobre el nivell del mar. El 2013, un globus anomenat BS 13-08 va assolir una altitud rècord de 53,7 km.
El tipus més comú de globus d'alta altitud són els globus meteorològics. Altres propòsits inclouen l'ús com a plataforma per a experiments a l'atmosfera superior. Els globus moderns generalment contenen equips electrònics com ara transmissors de ràdio, càmeres o sistemes de navegació per satèl·lit, com ara receptors GPS. Els aficionats sovint compren globus meteorològics per la seva facilitat d'ús, baix preu i mercantilització generalitzada.
Aquests globus es llancen al que es defineix com a "espai proper", definit com l'àrea de l'atmosfera terrestre entre el límit d'Armstrong (18-19 km sobre el nivell del mar), on la pressió cau fins al punt que un ésser humà no pot sobreviure sense un vestit pressuritzat, i la línia de Kármán (100 km sobre el nivell del mar).), on l'astrodinàmica ha de prendre el relleu de l'aerodinàmica per tal de mantenir el vol.
A causa del baix cost dels equips GPS i de comunicacions, els vols en globus d'alta altitud són una afició popular, amb organitzacions com ara UKHAS que ajuden al desenvolupament de càrregues específiques per a cada vol. miniatura|Foto presa des d'un globus d'estudi meteorològic a 30 km d'altitud sobre Oregon. Càrrega de 1500 g. Història El primer globus d'hidrogen A França, durant el 1783, es va dur a terme el primer experiment públic amb globus omplerts d'hidrogen, en què van participar Jacques Charles, un professor francès de física, i els germans Robert, reconeguts constructors d'instruments de física.
Charles va proporcionar grans quantitats d'hidrogen, que abans només s'havien produït en petites quantitats, barrejant 540 kg de ferro i 270 kg d'àcid sulfúric. El globus va trigar 5 dies a omplir-se i es va llançar des del Camp de Mart de París, on es van reunir 300.000 persones per veure l'espectacle. El globus es va llançar i es va elevar pels núvols. L'expansió del gas va fer que el globus es trenqués i va descendir 45 minuts més tard, a 20 km de París.G. Pfotzer, "History of the use of Balloons in Scientific Experiments", Space Science Reviews 13:2 pp.200 (1972). Recovered on 11 February 2009
Globus d'alta altitud amb tripulació Els globus aerostàtics d'alta altitud amb tripulació s'han utilitzat des de la dècada de 1930 per a la investigació i per buscar rècords d'altitud de vol, incloent-hi els vols d'Auguste Piccard fins a 16.201 m, l'Osoaviakhim-1 soviètic a 22.000 m i l'Explorer II americà a 22.066 m. miniatura|Preparatius de l'exèrcit espanyol amb vestit pressuritzat per fer una ascensió tripulada en globus. 1935. El Coronel Herrera dins de la cistella. Entre els vols en globus aerostàtic amb tripulació destacats s'inclouen tres rècords establerts per al salt en paracaigudes més alt:
Joseph Kittinger en 1960 a 31.300 m per al Projecte Excelsior. Felix Baumgartner en 2012 a 38.969 m Red Bull Stratos Alan Eustace en 2014 a 41.419 m
Usos Els globus d'alta altitud sense tripulació s'utilitzen com a globus de recerca, amb finalitats educatives i per aficionats. Els usos comuns inclouen la meteorologia, la investigació atmosfèrica i climàtica, la recollida d'imatges de l'espai proper, les aplicacions de ràdio amateur i l'astronomia submil·limètrica.
S'ha considerat l'ús de globus d'alta altitud en telecomunicacions i en turisme espacial. Companyies privades com ara Zero 2 Infinity, Space Perspective, Zephalto, i World View Enterprises estan desenvolupant dues ascensions, una d'elles tripulada, de globus d'alta volada per a fins científics, comercials i turístics.Wall, M. (2014). World View to Loft Experiments on Balloon Test Flights This Year. "Space.com." Retrieved from http://www.space.com/26658-world-view-balloon-research-flights.html S'han proposat estacions de plataforma a gran altitud per a aplicacions com ara relés de comunicacions.
Usos militars Diferents exèrcits fan servir globus com a eines de recull d'informació. En algunes ocasions, els globus que entren en l'espai aeri propi, són analitzats per esbrinar quin tipus de cerca fa la instrumentació de la càrrega.
Aficionats, promotors de vols de gran alçada miniatura|Càrrega d'un globus de gran altura d'aficionats per objectius científics. Ordinador integrat Arietta G25, placa de circuit imprès personalitzada i diferents sensors (temperatura, pressió, detector passiu de radiació). Fotografia feta després del vol. En molts països, la despesa burocràtica necessària per als llançaments de globus a gran altitud és mínima quan la càrrega útil està per sota d'un cert llindar de pes, normalment de l'ordre d'uns quants quilograms. En molts països, la despesa burocràtica necessària per als llançaments de globus a gran altitud és mínima quan la càrrega útil està per sota d'un cert llindar de pes, normalment de l'ordre d'uns quants quilograms.GSBC, What is a High Altitude Balloon . Retrieved August 8, 2016.MoCRiS, Moon Imaged from the MoCRiS Payload. Earth Science Picture of the Day (EPOD) June 25, 2019.UKHAS, A Beginners Guide to High Altitude Ballooning . Retrieved August 8, 2016. Aquests vols amateurs en globus sovint es basen en les seves operacions mitjançant l'ús d'un predictor de trajectòria. Abans del llançament, les previsions meteorològiques que contenen vectors de vent previstos s'utilitzen per propagar numèricament un HAB simulat al llarg d'una trajectòria, predient cap a on viatjarà el globus real.
Legislació en els Estats Units Als Estats Units, els vols en globus d'alta altitud es regeixen pel Títol 14 Part 101 del Codi de Regulacions Federals; els globus només estan subjectes a regulació si el seu paquet de càrrega pesa més de quatre lliures i té una densitat superior a tres unces per polzada quadrada, si el paquet de càrrega és superior a sis lliures independentment de la densitat, o si la càrrega està connectada a un globus mitjançant una corda que requereix més de 50 lliures de força per trencar-la. Qualsevol globus que compleixi aquests requisits està subjecte a regulació, que normalment implica la coordinació amb la instal·lació local de control de trànsit aeri, la implementació de dos sistemes d'emergència de reducció de la càrrega i dos sistemes d'emergència de terminació de globus.
Globus per a radioaficionats Provar l'abast de la ràdio és sovint un component important d'aquestes aficions. La ràdio-afició s'utilitza sovint amb la ràdio de paquets per comunicar-se amb 1200 bauds, utilitzant un sistema anomenat Sistema Automàtic d'Informació de Paquets de tornada a l'estació terrestre. També es construeixen paquets més petits anomenats micro o picoseguidors i funcionen sota globus més petits. Aquests seguidors més petits han utilitzat codi Morse, Feld Hell i RTTY per transmetre les seves ubicacions i altres dades.
Els primers llançaments de globus d'alta altitud registrats per a radioaficionats van tenir lloc a Finlàndia pel programa Ilmari el 28 de maig de 1967, i a Alemanya el 1964.06. Dezember 1964 - Erster Ballonstart mit Amateurfunk-Last in der DDR (in German), accessed August 8, 2016.
Programa ARHAB Amateur radio high-altitude ballooning (ARHAB) és l'aplicació de la ràdio amateur analògica i digital als globus meteorològics i va ser el nom suggerit per Ralph Wallio (indicatiu de ràdio amateur W0RPK) per a aquesta afició. Sovint anomenat "El programa espacial de l'home pobre", ARHAB permet als aficionats dissenyar models de naus espacials en funcionament i llançar-los a un entorn semblant a l'espai. Es considera que Bill Brown (indicatiu de ràdio amateur WB8ELK) va començar el moviment modern ARHAB amb el seu primer llançament d'un globus amb un transmissor de ràdio amateur el 15 d'agost de 1987.
Un vol ARHAB consisteix en un globus, un paracaigudes de recuperació i una càrrega útil d'un o més paquets. La càrrega útil normalment conté un transmissor de ràdio amateur que permet el seguiment del vol fins al seu aterratge per a la recuperació. La majoria dels vols utilitzen un rastrejador del Sistema Automàtic d'Informació de Paquets (APRS) que obté la seva posició d'un receptor del Sistema de Posicionament Global (GPS) i la converteix en una transmissió de ràdio digital. Altres vols poden utilitzar una balisa analògica i es rastregen mitjançant tècniques de radiogoniometria. Els vols de llarga durada sovint han d'utilitzar transmissors d'alta freqüència fets a mida i protocols de dades lents com ara radioteletip (RTTY), Hellschreiber, codi Morse i PSK31, per transmetre dades a grans distàncies amb poca bateria. L'ús de transmissors de ràdio amateur en un vol ARHAB requereix una llicència de ràdio amateur, però és possible utilitzar transmissors de ràdio no amateur sense llicència.
A més de l'equip de seguiment, altres components de càrrega útil poden incloure sensors, registradors de dades, càmeres, transmissors de televisió amateur (ATV) o altres instruments científics. Alguns vols de l'ARHAB porten un paquet de càrrega útil simplificat anomenat BalloonSat.
Un vol típic de l'ARHAB utilitza un globus meteorològic de làtex estàndard, dura entre 2 i 3 hores i arriba als 25 i 35 km d'altitud. Els experiments amb globus de pressió zero, globus de superpressió i globus de làtex amb vàlvula han allargat els temps de vol a més de 24 hores. Un vol de pressió zero del Programa de Globus Spirit of Knoxville el març de 2008 va durar més de 40 hores i va aterrar davant la costa d'Irlanda, a més de 5.400 km del seu punt de llançament. L'11 de desembre de 2011, el vol número CNSP-11 del California Near Space Project amb l'indicatiu de trucada K6RPT-11 va llançar un vol rècord que va viatjar 10.036 km des de San Jose, Califòrnia, fins a un aterratge al mar Mediterrani. El vol va durar 57 hores i 2 minuts. Es va convertir en el primer globus transcontinental reeixit dels Estats Units i el primer globus transatlàntic de ràdio amateur d'alta altitud reeixit. Des de llavors, diversos vols han circumnavegat la Terra utilitzant globus de pel·lícula de plàstic de superpressió.
Cada any als Estats Units, el Great Plains Super Launch (GPSL) acull una gran reunió de grups ARHAB.
Programa BEAR Els Experiments amb Globus Aerostàtic amb Ràdio Amateur (BEAR) són una sèrie d'experiments amb globus aerostàtic d'alta altitud realitzats al Canadà per un grup d'operadors i experimentadors de ràdio aficionats de Sherwood Park i Edmonton, Alberta. Els experiments van començar l'any 2000 i van continuar amb BEAR-9 el 2012, arribant als 36.010 km. Els globus estan fets de làtex omplert amb heli o hidrogen. Totes les càrregues útils del BEAR porten un sistema de seguiment que comprèn un receptor GPS, un codificador APRS i un mòdul transmissor de ràdio. Altres mòduls de càrrega útil experimentals inclouen un repetidor de banda creuada de ràdio amateur i una càmera digital, tots ells continguts dins d'una caixa d'escuma aïllada suspesa sota el globus.
BalloonSat miniatura|Imatge de cinc BalloonSats poc després del llançament en un vol ARHAB. Un BalloonSat és un paquet senzill dissenyat per transportar experiments lleugers a l'espai proper. Són una introducció popular als principis d'enginyeria en alguns cursos de secundària i universitat. Els BalloonSats es transporten com a càrregues útils secundàries en els vols ARHAB. Una de les raons per les quals els BalloonSats són senzills és que no requereixen la inclusió d'equips de seguiment; com a càrregues útils secundàries, ja es transporten mitjançant càpsules de seguiment.