풍선이 비행기보다 더 높이, 더 멀리, 더 오래 날 수 있는 이유

2002년 5월, 일본 북부의 산리쿠 풍선 센터(SBC)에서 발사된 풍선이 인류가 지금까지 세운 모든 절대 높이 기록을 조용히 깨뜨렸습니다.

그것은 1783년 최초의 성공적인 풍선 상승으로 달성한 높이를 빠르게 지나갔습니다. 1901년 풍선 비행을 통해 10.8km(35,433피트)에 도달하고 성층권을 발견했습니다. 헬리콥터, 프로펠러 비행기, 제트기 등 모든 종류의 항공기가 세운 모든 높이 기록을 뛰어넘었습니다.

풍선은 2014년 전 Google 임원인 Alan Eustace가 풍선을 타고 41.4km(135,899피트)까지 상승한 후 캡슐 밖으로 나와 지구로 스카이다이빙하여 달성한 기록적인 높이보다 더 높았습니다.

그것은 성층권의 상류를 거쳐 대기의 가장 차가운 부분을 포함하는 중간권으로 계속해서 상승했습니다. 이곳의 온도는 약 -143C(-225F)까지 떨어질 수 있습니다. 이는 지구 표면에 기록된 어떤 온도보다 낮은 수치입니다.

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풍선은 마침내 표면 위 53km(173,900피트) 높이에 도달했습니다. 로켓을 통해 발사되거나 대포에서 발사된 물체만이 더 높이 치솟았습니다. 인간과 과학 장비를 우주 가장자리에 가장 가까이 데려온 것은 항공기가 아닌 풍선입니다.

겉보기에 단순해 보이는 이러한 항공 장치는 다른 항공기가 갈 수 없는 장소에 장비와 장비를 실어 더 오랫동안 머물 수 있습니다.

미국 상공 약 18km(60,000피트) 상공을 표류하던 중국 감시용 풍선으로 의심되는 기구가 격추된 지 며칠 후, BBC Future에서는 과학자, 인터넷 회사, 기상 예보관 및 전문가들이 종종 풍선을 선택하는 이유를 살펴봅니다. 잠재적으로 정부 스파이 기관.

풍선은 얼마나 높이 올라갈 수 있나요?

2002년 기록적인 풍선이나 이번 달 미국과의 외교적 충돌을 일으킨 중국의 풍선처럼 높은 고도에 도달하는 풍선은 놀이용 열기구와는 분명히 다른 종류입니다. 그렇게 높이 올라갈 수 있고 일단 거기에 도달한 후에도 계속 머물 수 있는 우주선을 만들려면 무엇이 필요합니까?

이번 달 미국 상공을 떠다니는 중국 풍선이 외교적 문제를 일으켰으나 중국은 스파이 행위를 부인했다. (제공: 로이터)

미국 고고도 풍선 제조사인 Aerostar의 Russ Van Der Werff는 대부분의 사람들보다 더 나은 아이디어를 가지고 있습니다. 회사의 성층권 솔루션 담당 부사장인 Van Der Werff는 항공기 영역보다 수 킬로미터 더 높은 곳에서 사용할 풍선을 설계하는 팀을 이끄는 엔지니어입니다. Raven Aerostar는 국방 및 상업 부문 모두에서 근무했으며 Google의 긴급 인터넷 프로젝트 Loon을 위한 풍선을 디자인했습니다. (Google의 풍선이 제작자를 어떻게 놀라게 했는지 자세히 알아보세요.)

지난 10년 동안 Aerostar는 3,000개 이상의 풍선을 발사했으며 그 과정에서 풍선 제작 방식을 개선했습니다. "우리는 다양한 플라스틱 제조 방법을 사용해 왔습니다. 그리고 10년 전에 사용했던 것보다 훨씬 더 나은 지금 사용하고 있는 몇 가지 독점 제품을 보유하고 있습니다. 다른 하나는 플라스틱을 접합하거나 용접하는 방법입니다. Together는 우리가 많은 반복 작업을 거친 특별한 프로세스입니다."

이러한 개선 사항은 풍선이 더 높이 날아가는 데 도움이 될 뿐만 아니라 더 오랫동안 공중에 머물도록 도와줍니다. "몇 가지 아이디어를 드리고자 합니다. 현재 상용 제품인 썬더헤드(Thunderhead)는 현재 풍선 하나로 150일 이상의 비행을 마쳤습니다. 그리고 룬(Loon)의 경우 최종 기록은 320일이었습니다. 따라서 이는 30년 전에는 확실히 존재하지 않았던 숫자이며 재료와 제조 기술은 그 수명 기간에 큰 변화를 가져왔습니다." Loon 프로젝트는 2021년에 취소되었지만 Van Der Werff는 자신의 회사가 곧 1년 동안 공중에 떠 있을 풍선을 발사할 수 있을 것으로 기대한다고 말합니다.

중국의 풍선은 태평양 수천 마일을 비행한 후 이번 주에 격추되었으며 미국 대륙은 그러한 풍선이 이동할 수 있는 엄청난 거리를 보여줍니다. 얼마나 높이 이동할 수 있는지는 탑재량을 운반하는 풍선이 얼마나 잘 만들어졌는지에 따라 달라집니다.