Variantes de ballons à vapeur. Pendant la remontée, la pression ambiante diminue et par conséquent les gaz se dilatent. Si le ballon est rempli partiellement à la vapeur (Variante 1), la vapeur en expansion finit par remplir le ballon. Si la partie inférieure est remplie d'air chaud (Variante 2), de l'air supplémentaire sort du bas pendant l'ascension. Si le ballon est entièrement rempli à la vapeur (Variante 3), le gaz sortant est de la vapeur. Crédit :Institut météorologique finlandais
Les ballons à vapeur pourraient être utilisés pour soulever des fusées spatiales à une altitude plus élevée pour le lancement. Le lancement à haute altitude réduit la traînée de l'air et améliore ainsi l'efficacité. Les chercheurs présentent la méthode dans un article publié dans The Aeronautical Journal.
Le lancement de satellites en orbite devient plus facile si la fusée d'appoint est d'abord soulevée à haute altitude où l'air est raréfié. En effet, de petites fusées ont parfois été lancées à partir d'un avion ou d'un ballon. Cependant, utiliser des ballons à hydrogène ou à hélium a ses inconvénients, parce que l'hydrogène est inflammable alors que l'hélium est cher.
Dans une étude récente, des scientifiques travaillant à l'Institut météorologique finlandais proposent d'utiliser de la vapeur chaude comme gaz de levage.
"Le ballon est rempli de vapeur chaude au sol et relâché. Au fur et à mesure que le ballon monte, une partie de la vapeur d'eau se condense. La condensation dégage beaucoup de chaleur latente, qui ralentit le refroidissement et aide à maintenir la vapeur restante à l'état gazeux, " dit l'auteur principal Pekka Janhunen. " Après avoir atteint une altitude suffisamment élevée, la fusée est lâchée, il s'enflamme et vole dans l'espace. Le ballon est vidé de vapeur, il descend et peut être récupéré pour être réutilisé.
L'étude présente un modèle informatique pour simuler l'ascension d'un ballon à vapeur et le refroidissement associé de la vapeur jusqu'à 18 kilomètres d'altitude. Le poids de la fusée transportée peut varier, mais pourrait être par exemple de 10 tonnes, ce qui suffit pour lancer un satellite de quelques centaines de kilogrammes. Outre les fusées, le ballon à vapeur pourrait être utilisé pour soulever n'importe quoi dans la stratosphère, et la méthode est sûre et peu coûteuse au moins sur le papier.