PMC-Turbo：球载极地中层云团观测试验

PMC-Turbo是一个气球载实验，以极地中层云团为示踪物，研究中层顶区域的大气动力学和湍流。

一组由NASA资助的七个照相机被用来获得极地中层云团（也称为夜光云，NLC）的图像，分辨率非常高，每像素3-8米，这使得在小于20米的尺度上分辨湍流结构成为可能。窄视场相机提供了大部分细节，而重叠的宽视场相机提供了高分辨率图像的解释背景。这种独特的组合允许跟踪空间尺度上四个数量级（约10米到100公里）的特征。因此，这些图像不仅将揭示重力波破碎产生的小尺度结构，例如湍流涡旋，而且还将揭示原始波的特征，从而可以量化导致重力波破碎和向小尺度过渡的过程。

PMC-Turbo的第二个主要实验是由德国航空航天中心（DLR）开发的高分辨率大气物理激光雷达，又称为BOLIDE（气球激光雷达实验）。这是第一次尝试在平流层气球上驾驶中层激光雷达系统。激光雷达瞄准28度的天顶，提供了高达3米的垂直分辨率，以及PMCs的后向散射剖面和云层的精确测高。此外，利用平流层上层和中层的分子后向散射信号反演了从中层顶到飞行高度层的温度分布，这有助于描述从下面进入PMC层的重力波。

在上边我们可以看到一个装有不同仪器的吊舱方案。吊舱上有七个独立的摄像系统，每个都装在自己的压力容器里。三个摄像头分别安装在激光雷达左侧和右侧的吊舱外框上。第七个摄像头是中央窄视场摄像头，位于激光雷达后面，靠近吊舱中心。

液体冷却系统主要用于激光头和电子设备的冷却。最后，乙二醇通过散热器被泵送，将废热辐射到太空中。激光雷达望远镜占据了吊舱中靠近激光雷达压力容器的中心点。由于望远镜的视场相当小（约0.2 mrad），望远镜必须牢固地固定在激光雷达压力容器上，以尽量减少气球飞行过程中出现失准的可能性。

电池盒包含四个28伏可充电锂电池。在发射准备和上升过程中，当太阳电池阵不朝向太阳时，电池组为实验提供电源。在到达90000英尺后，NASA的旋转器将太阳能电池板指向太阳，以获得最大的发电量，而光学实验（相机和激光雷达）则保持在太阳能电池板产生的阴影中。定位非常关键，因为激光雷达产生的所有废热都是通过散热器排放到太空中的，而散热器只有在背向太阳时才能正常工作。

悬挂系统将吊舱连接到旋转器上，还用作天线臂的支座。它由一个三片式（用一个大螺栓连接到转子上）、一个用于分散负载的箱梁、四根杆和四根电缆组成。所有通信天线（NASA TDRSS高增益天线、TDRSS全向天线、铱星pilot天线、GPS和GPS罗盘）都安装在吊舱顶部22英尺长的天线臂上，天线臂也是吊舱的最高点，因此可以与卫星进行几乎畅通无阻的通信。飞行计算机每两秒钟通过卫星链路发送一个遥测帧，其中包含所有子系统的关键信息，例如不同电源总线的温度、电压和电流、时间戳、系统是打开还是关闭的信息以及它们的配置。所有科学数据都存储在两个冗余的固态硬盘上，因为卫星链路的带宽不足以直接传输到地面。

悬挂系统和天线吊杆相当重，但随着所有螺栓的安装和电缆的拧紧，悬挂系统变得坚硬，这在着陆过程中尤为重要，以避免旋转器撞上吊舱损坏科学仪器。SIP（支持仪器包）是NASA的飞行计算机和通信电子设备的所在地，用螺栓固定在吊舱下部。

发射地点：瑞典基律纳欧洲太空发射场

气球发放单位：哥伦比亚科学气球中心（CSBF）

气球制造商/尺寸/组成：零压气球Winzen-39.570.000立方英尺（0.8mil）

飞行代号：684N

在之前的5次发射尝试之后，PMC-Turbo气球于2018年7月8日7:27 utc通过动态方法发射。虽然有效载荷在爬升的最初几个小时内试验了一些遥测问题，但激光雷达在90.000英尺处被打开，不久后光束被成功捕获。飞行8小时后，气球以每小时20节的速度向西移动，并以127.000英尺的速度漂过挪威海岸，越过罗浮顿群岛进入大西洋。平飞第一天之后，就在ESRANGE失去视距通信之前，将气球操作移交给德克萨斯州巴勒斯坦的控制中心。

气球向西移动，于7月10日到达格陵兰岛，并于7月11日通过。穿越戴维斯海峡后，它飞越巴芬岛，最终到达加拿大努纳武特上空的北美大陆。从那一刻起，CSBF小组就在寻找一个合适的地方，避开湖泊、河流和居民区，让有效载荷着陆。

最后，座舱于2018年7月14日4:47 UTC从气球上分离出来。引爆装置切断了连接有效载荷和降落伞与气球的钢缆，使有效载荷自由下落至地面。在降落伞将有效载荷减速到大约4米/秒的撞击速度之前，球载传感器记录了大约60米/秒的最大下降速度。

座舱于UTC时间5时36分在坐标北纬66°46'48.4，西经 109°22'16.0“处落地，位于巴瑟斯特海湾小定居点以西，距耶洛奈夫东北方向大约300海里。吊舱垂直降落在旱地上，没有损坏。一旦落地，降落伞就与有效载荷分离，以避免一旦阵风再次使降落伞充气，缆车就被拖到地面上。