Experimenten die hoog in de lucht boven New Mexico zijn uitgevoerd, suggereren dat sensoren in ballonnen nuttig kunnen zijn bij het detecteren van de infrageluidsignalen die worden gegenereerd door kleine, buitenaards puin dat de atmosfeer van de aarde binnendringt, volgens een rapport op de jaarlijkse bijeenkomst van de Seismological Society of America (SSA).

Infrageluid, soms laagfrequent geluid genoemd, is geluidsgolven die optreden bij frequenties lager dan de limiet van het menselijk gehoor. Infrageluidsignalen kunnen sterk blijven als ze over grote afstanden reizen, waardoor ze nuttig zijn voor het lokaliseren van de locatie en omvang van gebeurtenissen zoals nucleaire explosies, meteorietinslagen, vulkaanuitbarstingen en soms aardbevingen.

Grondsensoren kunnen deze signalen detecteren, maar zeer kleine infrageluidsignalen kunnen worden overspoeld door wind en andere omgevingsgeluiden die door deze apparaten worden verzameld. Dus onderzoekers, waaronder Eliot Young van het Southwest Research Institute en Daniel Bowman van Sandia National Laboratories, zijn op zoek naar stillere plaatsen om deze sensoren te positioneren - in dit geval door ze vast te maken aan ballonnen op grote hoogte.

"Ballonnen zijn hier goed voor omdat ze in het omringende windveld drijven, die het windgeruis elimineert dat je zou krijgen met een grondsensor, " legt Young uit. "De temperatuur van de atmosfeer van de aarde is ook zodanig dat er een infrageluidgolfgeleider ontstaat - een plaats in de stratosfeer waar infrageluidsenergie geconcentreerd is en niet op de normale manier verdwijnt."

Om de gevoeligheid van ballondetectoren te testen, Young en zijn collega's regelden drie grote grondexplosies (gelijk aan ongeveer 2400 pond TNT) die plaatsvonden terwijl ze infrageluidsensoren vlogen op een ballon die op een hoogte van 35 kilometer vloog, of bijna 22 mijl in de lucht. De vliegende sensoren konden alle drie de explosies op die hoogte detecteren, en op een zijwaartse afstand van de explosies van ongeveer 350 tot 400 kilometer, of tussen 220 en 250 mijl afstand.

Dit betekent dat de sensoren, Jong zegt, "zijn gevoelig voor objecten ter grootte van bowlingballen die binnenkomen en exploderen in de atmosfeer van de aarde."

Het bouwen van een sensor die zulke kleine signalen kon detecteren was een grote uitdaging, zegt Universiteit van Colorado, Boulders Viliam Klein, die aan het ballonproject hebben gewerkt. Als de ballon in hoogte stijgt, de verandering in atmosferische druk op de ballon verandert ook, en de drukgolven zijn groter dan infrageluidsgolven. "Als je je arm van een bureau haalt, je ervaart een verandering van ongeveer drie pascal atmosferische druk, ' zegt Klein. 'Maar de amplitude van de golven die we willen meten is ongeveer 0,06 pascal.'

Dit feit maakte het kalibreren van de sensoren op de grond moeilijk. Toen het AC-systeem van het lab het proces verstoorde, bijvoorbeeld, de onderzoekers plaatsten de sensoropstelling in een koelkast, maar zelfs het geluid van de koelkastcompressor was te storend, zegt Klein. "Alles genereert drukgolven die groter zijn dan we wilden zien."

Bowman vloog tijdens het experiment ook met een kleinere zonneballon op een lagere hoogte - ongeveer 15 kilometer. De zonneballon kon een van de explosies detecteren, en de onderzoekers merkten op dat de amplitude van het infrageluidsignaal ongeveer vijf keer sterker was dan die gedetecteerd door de ballon op grote hoogte. "Het lijkt erop dat je met een lagere ballon het voordeel hebt van geen omgevingsgeluid van de wind, maar je hebt niet het nadeel dat je zo hoog zit dat de druk echt is gedaald en je signalen klein zijn, "zegt Jong.