Hur låter det 3 mil upp? Sprängningar och ballonger tar reda på det

2020-08-20 12:55  

LKAB sköt av tre ton sprängmedel i Mertainen på torsdagen. Målet: Att mäta infraljud 30 km upp i luften. Tre ballonger ska mäta ljudet med hjälp av små barometrar.

Infraljud har en så låg frekvens att vi inte kan uppfatta dem med örat. Det skapas av naturliga källor som vågor i havet, men kommer även från industrin, exempelvis vind- och vattenkraftverk.

Våra nordliga breddgrader är väl lämpade för att fånga in ljuden under 20 hertz. Sverige, Norge och Finland har ett nät av markbaserade mätstationer för infraljud – och det förekommer även ett visst samarbete med Ryssland. Men det finns en del intressanta mätresultat som bara kan inhämtas på hög höjd.

20 augusti skickar Institutet för rymdfysik (IRF) i samarbete med SSC (Swedish space corporation) upp tre ballonger från Esrange, med målsättningen att vidareutveckla mätmetoderna ovan mark. Under ett dygn ska de gå så högt som till 30 kilometers höjd, och varje ballong har två sensorpaket där det ena hänger i ett 100 meter långt snöre.

Läs mer: Fritt fall ger forskarna sex viktiga minuter i tyngdlöshet

Ballongerna sändes iväg vid 06-tiden på torsdagsmorgonen.

LKAB genomför tre ytsprängningar på ett ton vardera

IRF-forskaren Johan Kero är initiativtagare till experimentet.

– De lyssnar på frekvenser under 10 hertz. Det innebär våglängder som går från tiotals- upp till hundratals meter i längd, och till och med kilometer. Mikrofonerna är egentligen som små barometrar, de ska känna av snabba fluktuationer i lufttrycket, säger Johan Kero.

Teamet har fått hjälp av den amerikanske forskaren Daniel Bowman med att bygga nyttolaster, och mikrofonerna är byggda vid Boise State University i Idaho. De är lätta och optimerade för frekvensbandet, med en bra ad-omvandlare som eliminerar störningar från ballongerna. Teamet har kalibrerat mikrofonerna i en tryckkammare.

En konstgjord källa till infraljud är gruvindustrins dagbrott, och LKAB kommer att bidra till forskningen genom att utföra tre ytsprängningar i gruvområdet i Mertainen, Svappavaara, vardera bestående av ett ton emulsionssprängämne. Tanken är att testet ska bidra till att kunna tolka registreringar av naturligt förekommande infraljud.

Den första sprängningen genomfördes 8.30 på torsdagsmorgonen.

– Området mellan 25-45 kilometer är som en kanal för infraljud, där det färdas och en del blir inlåst. Genom att vi har ballonger i kanalen så kan vi jämföra hur stor andel som kommer ner till marken igen, säger han.

Laviner och vulkanutbrott detekteras med infraljud

Förhoppningen är att de tre ballongerna ska hålla sin formation nära varandra även på hög höjd.

Det finns ett antal potentiella områden för mätningarna på hög höjd. Dels vill forskarna utveckla tekniken för att se om de kan bestämma riktningen på infraljudet från meteorider som förbränns eller exploderar i atmosfären.

– Samhällsnyttan på kort sikt är att hitta detekteringsmetoder för allt från laviner till jordbävningar och vulkanutbrott. Om vi kan kartlägga vår infraljudmiljö så kan den kunskapen exempelvis användas när man studerar vindar. De för med sig infraljud från kända källor, och man kan använda avvikelser för att ta ut en sann vindriktning. Den avvikelsen är signifikant och kan användas för att korrigera numeriska vädermodeller, säger han.

Hur påverkas atmosfärens energibalans?

En naturlig källa till infraljud är Nordostatlanten, där olika strömmar och vågor som möter varandra skapar ett väldigt lågfrekvent ljud på 0.2 hertz.

– Här i Skandinavien kommer ljudet antingen från söder om Island eller från Ishavet. Frågan är hur mycket av energin som färdas uppåt som deponeras i luften och hur mycket som blir kvar? Vi kan skilja på uppåtgående och nedåtgående ljud. Där vågorna bryts kan de på hög höjd höja temperaturen, och på 80-100 kilometers höjd kan det handla om flera graders skillnad. Den stora frågan är att studera hur det akustiska fenomenet bidrar till atmosfärens energibalans, säger Johan Kero.

John Edgren

Mer om: Rymden Kiruna

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt