LANZAMIENTO DE GLOBOS ESTRATOSFÉRICOS EN EL MUNDO

Hyderabad es la capital del Estado Indio de Andhra Pradesh. Situada en la meseta del Deccan, en pleno corazón del país, posee una elevación media de 500 metros sobre el nivel del mar. Gran parte de dicha zona esta conformada por terreno rocoso, pero aun asi existen grandes extensiones de terreno cultivado, mayoritariamente granos. La ciudad es conocida por su rica historia, su cultura multilingue y la rica arquite3ctura de sus edificaciones que la transforman en un punto singular de contacto entre el norte y el sur de la India, siendo al mismo tiempo una de las urbes mas desarrolladas del pais ubicandose en el quinto lugar entre las ciudades de mayor extensión suburbana.

Desde sus comienzos, el balonismo científico en India tuvo su peicentro allí. Tres diferentes sitios de la ciudad y sus alrededores fueron utilizados para el lanzamiento de balones estratosféricos a lo largo del tiempo, principalmente debido a las ventajas que ofrece su particular ubicación. Como se sabe, las regiones ecuatoriales poseen gran atractivo para los cientificos de diversas ramas de la ciencia, especialmente en lo que respecta a ciertos procesos físicos y atmosféricos que ocurren en esas regiones. Lamentablemente, menos de una quinta parte del ecuador es tierra firme, una gran parte de la cual es jungla impenetrable o areas desérticas de dificil acceso. Por ello, existen pocos sitios disponibles desde donde se pueden realizar experiencias de mediciones in-situ utilizando balones, prinicpalmente debido que en aquellos casos en los cuales se utilizan instrumentos para la obtención de muestras o equipamiento costoso la recupreación de los mismos resulta imperativa.

A este respecto, la region donde se encuentra Hyderabad ofrece un area razonablemente amplia (300 a 400 millas de ancho) de tierra libre de los obstaculos antes mencionados, y con una infraestructura de redes viales, comunicaciones y otros factores importantes para el desarrollo de este tipo de actividades. Adicionalmente, la zona posee un nivel de radiación gamma y de rayos-X especialmente baja que junto con su cercanía al ecuador geomagnético ya mencionado, le otorgan a la región un especial atractivo también para los investigadores especializados en estudios de radiación cósmica y astronomía de Rayos-X.

La exploración atmosférica y los estudios de rayos cósmicos en la India fueron los principales propulsores del nacimiento de la actividad balonística local. Fue en la decada de 1940 cuando el el Dr. Homi J.Bhabha del Tata Institute of Fundamental Research (TIFR) inició un trabajo pionero en dicho campo, enviando instrumentos cientificos a altitudes de entre 25 y 30 km valiendose de "racimos" de entre 50 y 60 globos de neoprene de tipo meteorológico inflados con hidrógeno. El objetivo de estas primeras experiencias fue el de estudiar la radiación cósmica secundaria a traves del uso de placas de emulsión para registrar la huella del paso de estas particulas al interactuar con nuestra atmósfera.

A medida que pasaba el tiempo, la evolución en complejidad de estos experimentos obligó a incrementar el tamaño de las cargas utiles lanzadas, las que fueron aumentando progresivamente en tamaño y peso. Así, en marzo de 1965, otro pionero del ambito balonístico aplicado a la ciencia el Prof. Bernard Peters del TIFR inició un programa de investigación para la fabricación de balones plásticos capaces de transportar tales pesos a alturas de hasta 35 kms. La iniciativa estuvo dirigida por el Prof. M. G. K. Menon, con la asistencia técnicade Prof. G. S. Gokhale. A resultas del trabajo realizado por el equipo, el primer vuelo exitoso de un globo de polietileno en la India tuvo lugar en Abril de 1959 desde el campus de la Universidad Osmania en Hyderabad, lugar que se transformaría en el primer sitio de lanzamiento de globos estratosféricos durante toda la decada siguiente.

En 1960 la falta de información y datos en las regiones Ecuatoriales condujo a varias agencias y universidades de los EEUU a buscar un lugar desde donde lanzar globos para permitir estos estudios y llenar dicho vacio. Luego de un cuidadoso análisis y después de descartar otras posibilidades (como la de lanzar los globos desde barcos en pleno Océano), comenzaron a efectuarse las gestiones diplomáticos y entre gobiernos tendientes a concretar la realización de una campaña conjunta de lanzamiento de balones desde Hyderabad en 1961. La expedición contaba como principal impulsor por el lado Americano con el Air Force Cambridge Research Laboratory (AFCRL), en tanto que del lado Indio se encontraban los cientificos del TIFR ay el grupo de lanzamiento de globos local.

Las operaciones de lanzamiento tuvieron lugar desde dos sitios distintos. El aeródromo Begumpet, situado aproximadamente una milla al noroeste de Secunderabad (ciudad gemela de Hyderabad), fue seleccionado como sitio de lanzamiento para los balones norteamericanos en razon de que la amplia pista era necesaria para el desarrollo de las operaciones de lanzamiento por parte del contratista (General Mills) que utilizaba el metodo dinámico. Asimismo, como muchas de las cargas utiles correspondian a instrumentos destinados a recoger particulas de polvo atmosférico en la estratosfera, era necesario evitar toda posible contaminación de las muestras originada en el movimiento de vehiculos y personas sobre areas sin asfaltar. El centro de control y comunicaciones y las areas de trabajo se ubicaron parte en el "Lahore Hut" y parte en un salon recreativo que la Fuerza Aerea India poseia a media milla del aeródromo.

A diferencia de las operaciones de sus colegas americanos, los cientificos locales lanzaban sus balones utilizando el metodo estático, por lo cual eligieron como sitio de lanzamiento el campo de cricket de la Universidad Osmania. Su centro de control, oficinas, laboratorios temporarios, y lugares de descanso fueron instalados en el Hostel de la Universidad.

Las actividades se iniciaron el 2 de Febrero de 1961 con el lanzamiento exitoso de un telescopio contador de rayos cósmicos desarrollado en India. Notablemente, el lanzamiento del segundo vuelo de la campaña ocurrido tres días después, fue presenciado por el Primer Ministro de la India Jawaharlal Nehru. Posteriormente debió suspenderse la actividad por mas de tres semanas debido a la presencia inesperada de fuertes vientos estratosféricos. En total, 40 grandes globos de polietileno fueron lanzados durante la campaña (24 de los EEUU y 16 de la India), con un remarcable suceso.

A lo largo de la campaña fueron apreciables las diferencias entre los programas balonisticos de ambos paises. Mientras los globos Indios, transportando contadores de rayos cosmicos (que transmitian sus datos a tierra por telemetria) o placas de emulsión, eran seguidos unicamente por medios opticos o radiales (principalmente en funcion de los altos costos locales de las operaciones aereas), sus pares norteamericanos eran seguidos en todo momento por un avión Beechcraft Bonanza alquilado para tal fin, siguiendo los procedimientos habitualmente empleados en EEUU.

Cinco años mas tarde, durante el Año Internacional del Sol Quieto (International Quiet Sun Year - IQSY) se desarrolló una segunda campaña conjunta en Hyderabad. Esta vez la campaña conjunta fue llevada adelante por la National Science Fundation de los Estados Unidos, entre Marzo y Abril de 1965. Las operaciones de lanzamiento estuvieron a cargo del National Center for Atmospheric Research por el lado americano y del grupo de balones del TIFR por el lado Indio. A diferencia de lo ocurrido en la anterior campaña, los lanzamientos de ambas naciones se efectuaron desde un mismo sitio: la Universidad Osmania totalizando 17 vuelos que contaron con la participación de instituciones cientificas de India, Estados Unidos, así como también de Australia, Gran Bretaña e Irlanda.

Luego de dos decadas de actividad continua en Osmania y luego de casi 170 vuelos realizados allí, llegó el tiempo a mediados de los años sesenta en que fue necesario comenzar a pensar y diseñar en la consolidación de un programa nacional de investigación científica utilizando globos. El siguiente paso fue, lógicamente, la construcción de una base permanente de lanzamiento.

Luego de una cuidadosa evaluación, se tomó la decisión de crear la National Balloon Facility (NBF) la que fue establecida en un terreno abierto en una zona rural por entonces muy poco poblada, que pertenecía al TIFR ubicado al este de Secunderabad. Para diciembre de 1969 la instalación se hallaba operativa realizando el primer lanzamiento exitoso desde allí. El aislamiento inicial del sitio, cambió radicalmente con el paso de los años a partir de que dicha zona experimentó un súbito crecimiento poblacional y edilicio que se inició en la decada de los 80's y se consolidó mas tarde con la creación del Area de Desarrollo Industrial Cherlapally y el establecimiento de varios poblñados suburbanos. Hoy en dia la base está rodeada al este por la carcel central de Cherlapally, la villa North Kamala Nagar en el oeste y las enormes instalaciones de un compañía electronica llamada ECIL al sur. Bajo estas lineas podemos apreciar una imagen aerea satelital de la instalacion.

La base se encuentra bajo el control administrativo del llamado "Balloon Facility Board" compuesto por miembros del TIFR y de la agencia espacial India (Indian Space Research Organisation - ISRO). Organicamente se divide en cuatro grandes departamentos: Electronica, Mecanica, Producción de Globos y Administración.

El complejo en su conjunto ocupa una superficie de 25 hectareas.

Las principales construcciones de la base incluyen oficinas administrativas, laboratorios, areas de almacenamiento de vehiculos, tanques de hidrógeno y un pequeño hostal con capacidad para albergar hasta 32 visitantes. Todas estas construcciones se encuentran conectadas entre si a traves de caminos internos.

Un sistema de suspensión amagnético está disponible en uno de los rincones de la instalación para la calibración de sistemas de apuntamiento de las gondolas a ser lanzadas. Asimismo, se encuentran disponibles en uno de los laboratorios dos cámaras de baja temperatura (una de ellas refrigerada con nitrogeno líquido) y una cámara de vacio. La alimentación proviene de una subestación de 11 KV 250 KVA contando asimismo con un generador diesel de 200 KVA de reserva para alimentar la instalación entera en caso de una falla eléctrica general.

El area de lanzamiento consiste en una zona circular de tierra de cerca de 300 M de diametro con una area exterior tambien circular de unos 80 metros de ancho. Actualmente, las capacidades de lanzamiento se encuentran en el orden de los 700,000 m3 de volumen para los balones y en terminos de peso puede lanzarse una carga total de unos 3000 kg. Para alcanzar estos valores fue necesario diseñar y construir un nuevo carrete de lanzamiento (denominado en la jerga "spool") como asi tambien un nuevo brazo de lanzamiento que fue montado en el camion Leyland de 25 toneladas que hace las veces de vehiculo lanzador (imagen - click para ampliar)).

Mientras que el uso de un vehiculo de estas características podría llevarnos a pensar que en la NBF se utiliza el metodo "dinamico", en realidad varias porciones del largo tren de vuelo son sostenidas durante el lanzamiento por medio de pequeños globos auxiliares, que evitan que estos vitales elementos sean arrastrados por el suelo al iniciarse el vuelo. De allí que sería mas apropiado hablar de una técnica mixta de lanzamiento. Actualmente, se está estudiando integrar todos esos elementos en un solo módulo integrado que pueda ser montado en la gondola.

Respecto de la infraestructura de telemetría y comando, desde sus inicios se utilizó un sistema que operaba en la banda de VHF, el cual en ocasiones introducía interferencia en algunos instrumentos muy sensibles, asi como tambien sufría de debilitamiento de la intensidad de la señal debido a radiaciones espureas. Sumado a eso, el sistema poseía un alcance bastante limitado y presentaba problemas para los tecnicos de lanzamiento debido a la naturaleza "poco aerodinámica" de la antena que utilizaba.

Por esa razón, para superar dichos obstáculos, y al mismo tiempo permitir un incremento del alcance y de los volumenes de datos transmitidos, es que recientemente la NBF ha cambiado dicha plataforma, reemplazandolo por un sistema de seguimiento automático que opera en la Banda S que ademas de extender el rango de vuelo a 500 kms, permite una mejora en la comunicación generando menos interferencia.

Las mejores condiciones para efectuar lanzamientos de balones, en lo que respecta a los vientos de superficie se producen en el período comprendido entre mediados de Octubre y mediados de Abril del año siguiente. No es posible efectuar vuelos los períodos anteriores a la llegada del Monzón ni durante su desarrollo (Mayo a Septiembre) asi como tampoco es recomendable hacerlo entre Enero y mediados de Febrero debido a la presencia de fuertes vientos en la tropósfera con fuertes ráfagas asociadas.

La base se encuentra localizada 11 kms al este del Aeropuerto Begumpet el que hasta la entrada en servicio en marzo de 2008 de la nueva estación aerea internacional ubicada al sur de la ciudad, concentraba todos los vuelos de la región. Esto significaba severas restricciones sobre las operaciones con balones. Teniendo en cuenta que el corredor principal de aproximación pasa justo encima de la base y que los globos no transportan transpondedores de radar sino simplemente reflectores pasivos de señal, las autoridades indias a traves del Directorate General of Civil Aviation (DGCA) confinan la porción de las operaciones de vuelo de globos por debajo de los 15 kms tanto durante el ascenso como durante el descenso, a un area estrictamente delimitada. Asimismo el corridor de vuelo autorizado para su uso por parte de la NBF es tambien delimitado por la DGCA paraevitar que estos se desplacen sobre areas densamente pobladas o se acerquen a la costa. Finalmente, al norte de la base se localiza un area de vuelo utilizada por la Fuerza Aerea India, y toda vez que sus aviones realizan operaciones nocturnas tambien existen restricciones para los vuelos.

Debido a los altos costos de las operaciones aereas, las tareas de seguimiento y rescate de las gondolas e instrumentos volados son llevadas a cabo por equipos de tierra. Para asegurar que el equipo de rescate alcance cuanto antes la zona de descenso de los instrumentos, un equipo de recuperación de avanzada es enviado en un jeep a seguir el recorrido del globo inmediatamente que este alcanza su altura maxima de vuelo. Ellos mantienen permanente contacto con la NBF, siendo continuamente informados de la trayectoria del balón.

Este equipo trata de seguir de cerca desde tierra su desplazamiento y en la mayor parte de los casos llegan al lugar de impacto de la carga util un par de horas despues de que esta toma tierra. Una vez en el sitio, aseguran el instrumental aguardando la llegada del camión que transportará la gondola de vuelta a la base. Es de destacar que se trata de gente preparada para manejar las situaciones a menudo difíciles que a menudo se producen con los pobladores locales en la zona de la caída.

El equipo principal de recuperación abandona la NBF un camión capaz de acomodar la gondola y los elementos del tren de vuelo, luego de que el balón es separado de su carga. Se encaminan hacia el sitio proyectado de descenso del equipamiento basandose en la información del sistema GPS y de los datos de radar, o de la información proporcionada del sitio real del impacto, en caso que el equipo de avanzada hubiera encontrado la gondola antes de su partida de la base. Permanecen en permanente contacto con la NBF, y en caso de no tener aun noticias del paradero de la carga util, al reunirse con el equipo de avanzada colaboran con éste hasta su recuperación. Es de destacar que como medida adicional, se incluyen en la gondola etiquetas en seis idiomas distintos con el ofrecimiento de una recompensa monetaria en caso de encontrarla antes de la llegada de la partida de rescate.

Generalmente, los vientos estratosféricos durante el mes de Marzo son moderados, por lo que es posible realizar vuelos con duraciones cercanas a las 10 horas. Al comienzo de Abril estos aumentan su velocidad y fuerza reduciendo esta posibilidad a unas pocas horas. Algo similar ocurre durante la segunda mitad de Noviembre pudiendose alcanzar vuelos de hasta 10 horas para altirudes entre 29 km y 35 km, y lo propio ocurre durante la primera mitad de Diciembre para balones volando por encima de los 36 kms.

Existen actualmente bajo estudio dos posibilidades para poder alcanzar duraciones de vuelo por encima de las 24 horas. La primera de ellas es la de efectuar lanzamientos desde Port Blair, en las Islas Andaman, ubicadas en la Bahía de Bengala, a 1800 kms al sur-sureste de Hyderabad y a 1400 km de la costa este de la India. Luego de lanzados los balones seguirán un derrotero hacia el oeste hasta producirse su arribo al territorio continental donde se procederá a su recuperación, luego de un periplo estimado de 40 horas. La segunda posibilidad consiste en lanzar los balones desde Hyderabad y tambien con un desplazamiento hacia el oeste y una duración similar, terminar su vuelo en alguno de los paises de Medio Oriente. Esta ultima opción posee una clara ventaja en términos de menores costos logísticos pero debe contar con la cooperación y apoyo de la comunidad internacional para permitir el sobrevuelo y la recuperación. La primer alternativa en cambio, no necesita de este tipo de acuerdos pero implica una gran operación logística para trasladar las operaciones de lanzamiento a la nueva base. No existe información actualizada del estado de avance de dichos planes.

Una de las caracteristicas singulares de la NBF, es la presencia de una factoria de balones completamente operativa dentro de la base misma, algo que es unico en todo el mundo. Como habitualmente se menciona en la literatura especializada los primeros globos indios se construían de un polietileno que se teñía con cantidades controladas de carbon negro. esta fue una solucion muy ingeniosa aunque limitada, para incrementar el grado de absorción solar del material, permitiendo una mayor velocidad de ascenso y una temperatura del film mas calida durante su paso crítico por la extremadamente fria tropopausa de las regiones ecuatoriales.

Un esfuerzo continuado a traves del tiempo en el diseño e investigación sobre filmes plasticos llevaron a la creación del "ANTARIX" el cual posee mejores características de temperatura en la tropopausa en compración con otros materiales del mercado como el "Astro E2" o el "SF-372". Un cierto numero de vuelos utilizando globos fabricados de Antarix han resultado exitosos para transportar cargas de algo mas de una tonelada. Adicionalmente, las cintas de carga que sirven para unir los gajos del balon y reforzar su resistencia a la tracción mecánica son fabricadas en la base. Las mismas son manufacturadas con tres diferentes indices de rotura para poder asi cubrir todo el espectro de fabricación de balones indios.

Recientemente para cumplir la creciente demanda de los cientificos en el campo de la astronomia de Rayos X y otras disciplinas que requieren realizar vuelos a 42 km con cerca de una tonelada de equipamiento, el edificio de producción de balones ha sido extendido unos 27 metros de forma tal de poder acomodar la nueva mesa de trabajo de 178 metros de largo. De esa forma la NBF está en condiciones de modelar balones de hasta 740,000 m3 de volumen, lo que representa un incremento cercano al 70% respecto de los globos que venían siendo manufacturados allí.