Des expériences menées dans le ciel du Nouveau-Mexique suggèrent que des capteurs embarqués sur ballon pourraient être utiles pour détecter les signaux infrasons générés par de petits, débris extraterrestres entrant dans l'atmosphère terrestre, selon un rapport de la réunion annuelle 2017 de la Seismological Society of America (SSA).

Infrasons, parfois appelé son basse fréquence, sont des ondes sonores qui se produisent à des fréquences inférieures à la limite de l'audition humaine. Les signaux infrasons peuvent rester forts lorsqu'ils voyagent sur de grandes distances, ce qui les rend utiles pour localiser l'emplacement et la taille d'événements tels que les explosions nucléaires, les impacts de météorites, des éruptions volcaniques et parfois des ruptures sismiques.

Des capteurs au sol peuvent détecter ces signaux, mais de très petits signaux infrasons peuvent être submergés par le vent et d'autres bruits ambiants recueillis par ces appareils. Ainsi, des chercheurs, dont Eliot Young du Southwest Research Institute et Daniel Bowman des Sandia National Laboratories, recherchent des endroits plus silencieux pour positionner ces capteurs, dans ce cas les attacher à des ballons à haute altitude.

"Les ballons sont bons pour cela car ils flottent dans le champ de vent ambiant, qui élimine le bruit du vent que vous obtiendriez avec un capteur au sol, " explique Young. " La température de l'atmosphère terrestre est également telle qu'elle crée un guide d'ondes infrasons, un endroit dans la stratosphère où l'énergie des infrasons est concentrée et ne se dissipe pas normalement. "

Pour tester la sensibilité des détecteurs embarqués sur ballon, Young et ses collègues ont organisé trois grandes explosions au sol (équivalent à environ 2400 livres de TNT) alors qu'ils faisaient voler des capteurs infrasons sur un ballon volant à une altitude de 35 kilomètres, ou près de 22 milles dans les airs. Les capteurs volants ont pu détecter les trois explosions à cette hauteur, et à une distance latérale des explosions d'environ 350 à 400 kilomètres, ou entre 220 et 250 miles.

Cela signifie que les capteurs, Jeune dit, "sont sensibles aux objets de la taille de boules de bowling entrant et explosant dans l'atmosphère terrestre."

Construire un capteur capable de détecter de si petits signaux était un défi de taille, dit l'Université du Colorado, Viliam Klein de Boulder, qui a travaillé sur le projet de ballon. Au fur et à mesure que le ballon monte en altitude, le changement de pression atmosphérique sur le ballon change également, et les ondes de pression sont plus grandes que les ondes infrasonores. "Si vous levez le bras d'un bureau, vous rencontrez un changement d'environ trois pascals de pression atmosphérique, ", dit Klein. "Mais l'amplitude des ondes que nous voulons mesurer est d'environ 0,06 pascal."

Ce fait a rendu difficile l'étalonnage des capteurs au sol. Lorsque le système AC du laboratoire a perturbé le processus, par exemple, les chercheurs ont placé la plate-forme de détection à l'intérieur d'un réfrigérateur, mais même le bruit du compresseur du réfrigérateur était trop dérangeant, dit Klein. "Tout génère des ondes de pression plus grosses que ce que nous voulions voir."

Bowman a également fait voler un ballon solaire plus petit à une altitude inférieure - environ 15 kilomètres - pendant l'expérience. Le ballon solaire a pu détecter l'une des explosions, et les chercheurs ont noté que l'amplitude du signal infrasonore était environ cinq fois plus forte que celle détectée par le ballon à haute altitude. "On dirait que vous bénéficiez de l'absence de bruit de vent ambiant avec un ballon plus bas, mais tu n'as pas l'inconvénient d'être si haut que la pression a vraiment baissé et que tes signaux sont petits, " dit le jeune.