新的气球爆炸次声阵列传感器

塑料类似，用于垃圾袋、打包带、一些字符串表，小木炭粉和白色的鞋盒大小的盒子更零碎。这是供应Danny Bowman，桑迪亚国家实验室的物理学家，需要检测次声建立太阳能热气球。

次声是非常低频的声音，低于20赫兹，比人类能听到的声音低。非洲象在远距离通信中产生大约15赫兹的次声。相比之下，大黄蜂的嗡嗡声通常是150赫兹，人类在20到20000赫兹的范围内听到。

去年七月，一支由五个太阳能气球组成的舰队达到了13至15英里的高度，是商用飞机的两倍，并从一次试验爆炸中发现了次声。这个实验是由Sandia实验室资助的定向研究和发展计划。Bowman于十二月在美国地球物理联盟会议上提交了结果。结果很快就会公布。

次声是很重要的，因为它是美国和国际社会用来监测爆炸，包括核试验引起的爆炸的核查技术之一。传统上，次声是由地基传感器阵列探测到的，它们不覆盖开阔的海洋，也可能被风等其他噪音所干扰。Bowman说，空调也是次声噪声的一个常见来源。

Bowman说：“平流层的噪音要小得多，因此你可以从更远的距离探测到对科学和国家安全感兴趣的事件。”。平流层是大气层，距地面约5英里至31英里。

廉价的热气球整天飞行。

太阳能热气球需要三个小时，Bowman和同胞的地球物理学家Sarah Albert制作，并使用约50美元价值的材料，不包括可重复使用的次声传感器或GPS跟踪器。木炭有助于加热气球内的空气，提供升力，而不需要氦气，这是一种不可再生的资源。

艾伯特说，气球甚至可以在多云的天气里发射。他们整天呆在同温层里，日落后下山。Bowman说，这种“保证终止机制”既是赞成也是反对。

这是一个愚蠢的方式，以减少气球，传感器和他们收集的数据。另一方面，长时间的飞行是有益的。在北极的夏天，气球可以飞行几个星期，但该小组也在研究可以在夜间高空飞行的气球。

对于未来的实验，Bowman对气球的设计感兴趣，气球底部的气球和吸收器的顶部有绝缘体，所以它吸收来自地球的热量，让它在晚上继续飞行。

多传感器确定位置

艾伯特说，这项实验最重要的方面是五个气球构成了一个三维传感器阵列。一个传感器可以听到声音，但不能提供任何位置信息。艾伯特说：“我妈妈一只耳朵聋了，所以很难分辨声音是从哪里来的。”有两只耳朵让动物决定声音的来源。

阵列中的五个麦克风，如本实验或地面传感器阵列，提供相同的信息——声波到达的方向。研究人员协调信息从多个阵列的声源定位。

Bowman说，当阵列中的每一个传感器相互移动并相互作用时，计算声波来自哪里可能是一个挑战。许多计算算法假定静止传感器，因此团队需要调整它们以包括GPS信息。

条约监测和太阳系探测的未来用途

Bowman已提议将飞行气球携带的次声传感器作为下一系列国家核安全局的源物理实验项目的一部分。该项目开发了新的和改进的基于物理的监测地下核爆炸的方法。

除了潜在的条约监测和国家安全的使用外，Bowman和艾伯特希望在非陆地实验中使用热气球。

Bowman正在协助美国宇航局喷气推进实验室项目，探索利用金星上携带气球的次声传感器监听金星地震的可能性。金星在质量上与地球相似，但在地质上完全不同，没有明显的板块构造。

该小组正在探索的另一种可能性是在木星上发射次声传感器。木星是一个气体巨星，有关于内部结构和地质的科学问题，次声可以帮助回答这个问题。Bowman说：“我们离实际任务还有几十年的时间。”。“但我很高兴看到它能走多远。”

Bowman在气球上探测单个次声传感器的前期研究结果发表在《地球物理研究快报》上，最近发表在《地球物理研究杂志：大气》杂志上。

Bowman说：“这是一个非常令人兴奋的研究领域。气球传播的次声传感器永远不会取代地基声波阵列，但我认为它能增强它们。最令人兴奋的事情是在其他行星的大气层中飞行，我们可以从他们身上学到什么。

关于Sandia国家实验室

Sandia国家实验室是一个由Sandia公司国家技术和工程解决方案的多任务操作的实验室，一个霍尼韦尔国际公司的全资子公司，为能源部国家核安全局美国。Sandia实验室已经在核威慑，主要的研究和发展的责任，全球安全，国防，能源技术和经济竞争力，在阿尔伯克基、新墨西哥和利弗莫尔的主要设施，加利福尼亚。