巨型太阳能气球被送到7万英尺的高空，以记录地球平流层的声音——麦克风捕捉到了一些意想不到的声音。
根据美国宇航局的说法，平流层是地球大气层的第二层，它的下层包含吸收和散射太阳紫外线辐射的臭氧层。平流层稀薄干燥的空气是喷气式飞机和气象气球到达最大高度的地方，相对平静的大气层很少受到湍流的干扰。
新墨西哥州桑迪亚国家实验室的首席科学家丹尼尔·鲍曼(Daniel Bowman)在研究生院时受到火山发出的低频声音的启发，开始探索平流层的音景。这种现象被称为次声，人耳听不到。
鲍曼和他的朋友们以前曾把相机放在气象气球上，“拍摄上面的黑色天空和下面的地球”，并成功地建造了他们自己的太阳能气球。
他建议在气球上安装次声记录仪来记录火山的声音。但后来，他和他的导师、北卡罗来纳大学教堂山分校的乔纳森·李(Jonathan Lees)“意识到半个世纪以来没有人试图在平流层气球上安装麦克风，所以我们转向探索这个新平台的功能，”鲍曼说。李斯是地球、海洋和环境科学教授，研究地震学和火山学。
气球携带的传感器的高度是商用飞机飞行高度的两倍。
鲍曼在电子邮件中说:“在我们的太阳能气球上，我们记录了地面和地下的化学爆炸、雷声、海浪碰撞、螺旋桨飞机、城市声音、亚轨道火箭发射、地震，甚至可能还有货运火车和喷气式飞机。”“我们还录下了来源不明的声音。”
这一发现于周四在芝加哥举行的第184届美国声学学会会议上公布。
鲍曼分享了一段来自美国宇航局环绕南极洲的气球的录音，其中包含了海浪碰撞的次声，听起来像持续的叹息声。但其他的噼啪声和沙沙声则来历不明。
在平流层，“在一些航班上每小时出现几次神秘的次声信号，但这些信号的来源是完全未知的，”鲍曼说。
建造太阳能气球
鲍曼和他的合作者使用美国宇航局的气球和其他飞行供应商进行了研究，但他们决定建造自己的气球，每个直径约为19.7至23英尺(6至7米)。
这些用品可以在五金和烟火用品商店找到，气球可以在篮球场上组装。
鲍曼在电子邮件中说:“每个气球都是由画家的塑料、运输胶带和木炭粉制成的。”“它们的制作成本约为50美元，两个人的团队可以在3.5小时内完成一个。只要在阳光明媚的日子把它带到野外，给它充上空气，它就能把一磅的有效载荷带到大约7万英尺的地方。”
在气球内部使用木炭粉尘使其变暗，当阳光照射在深色气球上时，气球内部的空气就会变暖，变得有浮力。这种廉价且简单的DIY设计意味着研究人员可以释放多个气球来收集尽可能多的数据。
鲍曼说:“真的，一群能进入学校体育馆的高中生可以制作一个太阳能气球，甚至有一个叫做RedVox的手机应用程序可以记录次声。”
鲍曼估计，从2016年到今年4月，他发射了几十个太阳能气球来收集次声记录。最初设计用来监测火山的气压计被安装在气球上，用来记录低频声音。
研究人员使用GPS跟踪他们的气球，因为它们可以飞行数百英里，降落在不方便的地方。
到目前为止，最长的飞行时间是乘坐美国宇航局的氦气球飞行44天，在麦克风电池耗尽之前，它记录了19天的数据。与此同时，在夏季，太阳能气球飞行往往持续约14个小时，一旦太阳落山就降落。
解开神秘的声音
气球到达高海拔的优势意味着噪音水平更低，探测范围更大，而且整个地球都可以到达。但这些气球也给研究人员带来了挑战。平流层环境恶劣，温度在冷热之间剧烈波动。
鲍曼说:“太阳能气球有点迟钝，我们在试图发射它们时，已经在灌木丛上撞坏了一些。”“我们不得不徒步进入峡谷，翻山越岭来获取有效载荷。有一次，我们俄克拉何马州立大学的同事们让一个气球降落在田野里，在那里过了一夜，然后再飞回空中，再飞一整天!”
从多次气球飞行中吸取的经验教训在一定程度上缓解了这一过程，但现在研究人员面临的最大挑战是识别飞行中记录的信号。
鲍曼说:“有许多航班发出的信号来源我们不了解。”“几乎可以肯定，它们很平常，可能是一片湍流，可能是一场遥远的强风暴，也可能是货运列车之类的人为物体——但由于缺乏数据，有时很难判断发生了什么。”
桑迪亚国家实验室的地球物理学家萨拉·艾伯特(Sarah Albert)研究了位于鲍曼研究的海拔高度的“声音通道”——一种通过大气远距离传播声音的管道。她的录音捕捉到了火箭发射和其他不明的隆隆声。
鲍曼说:“可能是声音被困在通道中，并在周围回响，直到完全乱码。”“但目前还不清楚它是近而安静(像一团湍流)还是远而响亮(像一场遥远的风暴)。”
鲍曼和艾伯特将继续调查空中声音通道，并试图确定平流层的隆隆声是从哪里发出的，以及为什么有些航班记录了它们，而另一些却没有。
鲍曼渴望了解平流层的音景，并解开关键特征，比如季节和地点的变化。
这些充满氦气的气球有一天可能会被用来探索金星等其他行星，在行星云层上方或云层内携带科学仪器几天，作为更大、更复杂任务的试飞。
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