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Historia de las Radiosondas
  • Los primeros "más ligeros que el aire

historia_1      Al observar el humo en su chimenea, Joseph Montgolfier teoriza en 1782 la utilización de la fuerza ascensional del aire caliente para elevar una masa. Convenció a su padre y hermanos, fabricantes de papel en Annonay, para fabricar un “globo” de papel para comprobar su hipótesis. Después de concluir sus ensayos iniciales, el 25 de 1783, lleva a cabo la primera demostración pública el 4 junio 1783 que fue un gran éxito.En París, Jacques Alexandre Charles y Marie-Noel Robert habían oído hablar de la máquina de los hermanos Montgolfier. Ambos comenzaron la construcción de un globo lleno de "gas inflamable" descubierto por el físico Inglés Henry Cavendish en 1766(gas al cual Lavoisier aún no había puesto el nombre actual: “hidrógeno”). Consideraban que dicho globo debería funcionar debido a la diferencia de densidad entre este gas y el aire. El 27 agosto de 1783, después de algunas dificultades, el globo despego de Champ-de-Mars y aterrizó a 16 kilómetros, en Gonesse (95). El público es un apasionado de estas experiencias, sobre todo ante la posibilidad de poder ver algún día a un hombre elevarse con ayuda de un globo.

  • Primeros vuelos tripulados

      Volar como un pájaro es uno de los sueños más antiguos de la humanidad. Después de sus hazañas en junio de 1783, los hermanos Montgolfier había preparado un globo capaz de elevar una carga útil de varias decenas de miles de libras esterlinas (todavía no se usaba el sistema métrico decimal, en este caso el kilogramo). Se pusieron a trabajar, y el 19 de septiembre de 1783, efectuaron el primer vuelo “tripulado” de la historia: el globo de aire caliente construido para la ocasión llevaba a bordo una oveja, un pato y un gallo; alcanzando los 500 metros de altitud. El aterrizaje se efectuó sin daño alguno para los pasajeros…era el momento de experimentar con seres humanos. Después de varios vuelos cautivos, regresando el globo al suelo con la ayuda de un par de cuerdas; el primer vuelo tripulado de la historia tuvo lugar en París el 21 noviembre, 1783, con Jean-Francois Pilatre de Rozier y el marqués Francois Laurent d'Arlandes como pasajeros. Duró 25 minutos durante los cuales el globo y sus dos ocupantes recorrieron un total de 9 kilómetros. El 1 de diciembre 1783, Jacques Charles y Marie-Noel Robert consiguieron volar igualmente usando un un globo de gas. historia_2
      El globo fue ampliamente usad por los científicos, como por ejemplo Jean-Baptiste Biot y Louis Joseph Gay-Lussac que efectuaron una ascensión a mas de 4000 m para estudiar el campo magnético de la Tierra a gran altura. Muchos otros experimentos se llevan a cabo durante el siglo XIX pero terminaron mal, como el accidente del Zenith en Ciron (36), el 16 de Abril, 1875, donde dos de los tres “aeronautas”, Théodore Sivel y Joseph Croce-Spinelli, murieron asfixiado a casi 8000 metros de altitud. 
      El 25 septiembre de 1852, Henri Giffard hace el primer vuelo de un dirigible de “gas de alumbrado”. Estaba propulsado por un motor de vapor de 150 kg. Los riesgos debidos la proximidad de la caldera y el globo lleno de gas inflamable (cuando no se trataba de hidrógeno), además de las variaciones de masa en vuelo (debido a la combustión del carbón y la evaporación del agua) limitar el desarrollo del dirigible en esta época.

  • El primer globo sonda

      Antes de la llegada de los globos-sonda, las mediciones a baja altitud (por debajo de los 300 m) se realizaban con cometas o globos cautivos. Para mediciones a mayor altura, se realizaban exclusivamente mediante vuelos tripulados. Los accidentes no eran raros y los medios requeridos eran grandes y caros. Debido a esto, el 11 de octubre de 1892, George Gustave Hermite y Besancon trataron de llevar a cabo de pasar el primer lanzamiento de globos-sonda. Este globo llevaba a bordo un barógrafo de construcción muy simple. Se basaba en la utilización de una cápsula aneroide, que movía una aguja dejando una huella en un disco cubierto de humo negro... Este primitivo globo-sonda ascendió a 1200 m de altitud y viajó 75 km.
      Este experimento fue el primero de una serie de estudios realizados por “Unión aérophile de France ". Aerophile" era el nombre que lucían la serie de globos lanzados en el marco de esta campaña, obteniendo altitudes superiores a 8.000 metros. Unos meses más tarde los alemanes intentaron experimentos similares para medir la temperatura y la presión. El nombre de esta serie de globos era "Cirrus". Alcanzaron altitudes del orden de 16.000 metros y llegaron a medir temperaturas de -50 grados. A partir de 1896 se llevaron a cabo ensayos coordinados entre Alemania, Francia y Rusia. El nombre de los balones utilizados durante esta campaña científica fue "Strasbourg". 
      León Teisserenc Bort, meteorólogo francés que trabaja en la Oficina Meteorológica Central, fundó en 1896 su propio Observatorio meteorológico en Trappes (78). En sus estudios sobre la atmósfera, llevó a cabo más de 200 lanzamientos de globos-sonda, lo que le permitió probar la existencia de una capa (la estratosfera), situado encima de la troposfera, donde la temperatura aumenta con la elevación más allá de un límite (la tropopausa), así como que las variaciones de dichas cotas en altitud dependiendo de la estación y la ubicación geográfica. Estos globos-sonda llevaban un equipo grabador (de temperatura y presión), el meteógrafo, que registraba las graficas los valores medidos. Tras la ruptura del globo, las instrumentación descendía en paracaídas y esperaba pacientemente a que un excursionista, un agricultor o un leñador la encontrase y la devolvise “al remitente”.
      El desarrollo de la aviación permitió la medición a bajas y medias cotas de altitud, confiándolas a los meteógrafos a bordo de las aeronaves. Entonces fue posible obtener rápidamente un gran numero de medidas con relativa facilidad, pero los meteorólogos demandaban más cantidad de datos a altitudes superiores a 5.000 metros… el globo-sonda era la única solución factible

  • La primera radio-sonda

      También fue en Francia donde la primera radiosonda fue lanzada. El 8 de marzo de 1927, el físico Pierre Idrac y meteorólogo René Bureau instalaron un transmisor a válvulas en un globo, lo que demostró que era posible recibir las señales emitidas más allá de la estratosfera. Animado por este éxito, Robert Bureau trabajo en la construcción de una radiosonda capaz de transmitir a tierra los datos de temperatura y presión relacionándolos con la altitud. El lanzamiento de la primera radiosonda de la historia tuvo lugar el 17 de enero de 1929... Alcanzó una altitud de 13.000 metros.

  • Evolución de las radio-sondas

historia_3      El ejemplo de Robert Bureau fue seguido rápidamente en enero de 1930 por el soviético Pavel Molchanov , el alemán Paul Duckert en mayo de 1930 y por el finlandés Vilho Väisälä en diciembre de 1931 (el fundador del mayor fabricante de radiosondas actual). En 1936 se organizó una red en los EE.UU. que permitía realizar medidas coherentes y coordinadas a gran escala.
      Las mediciones del viento (dirección y velocidad) se hicieron desde los años 40 utilizando radio teodolitos, con los que manualmente se seguia la radiosonda, usando principios que conocemos como radiogoniometría. Más tarde el movimiento de las radiosondas fue seguido por radar, o utilizando el sistema de navegación LORAN-C y, finalmente, con la ayuda del GPS.
Las primeras radiosonda usaban un transmisor VHF a válvulas y la codificación de datos se efectuabas con la ayuda de un mecanismo de relojería, sistemas mecánicos optimizados, ligeros y bastante imprecisos.

historia_4      La mejora de las RS siguió la evolución de la tecnología con la aparición del transmisor a transistores en los años 60 emisores y, en los 80, con diseños basados en circuitos integrados. Los PIC son ahora usados habitualmente en las radiosondas. Los sensores han evolucionado en fiabilidad, una mayor precisión y un bajo coste. La foto de la drch. Muestra un sensor de barométrico y parte de un circuito impreso de la placa de adquisición de datos de una RS92-KL. Podemos ver el progreso mediante la comparación con la foto anterior a esta, cincuenta años separan a ambas. 
      La decodificación de los datos, que antes requerían tediosos cálculos, es ahora rápidamente efectuada por un ordenador que luego transmite los resultados a través de Internet a una base de datos mundial, lo que nos permite efectuar Previsiones de trayectoria.

 

Fuentes de Información:

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