The Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope (BLAST) is a 1.8 meter Cassegrain telescope that operates in three bands (250, 350, and 500 μm), each with 30% bandwidth. The detection system is comprised of 280 silicon-nitride micromesh bolometers distributed on three focal plane arrays with 30”, 42”, and 60” FWHM (full width at half max) beam sizes, respectively. BLAST's goal is to study the evolutionary history and processes associated with star formation. Earth's atmosphere is opaque to submillimeter radiation and astronomical observations in this wavelength are best conducted at high altitudes. BLAST is designed to be flown above 99.5% of the atmosphere on a stratospheric balloon. BLAST has made three scientific flights and this thesis covers the last two. The second flight was made in 2006 from McMurdo, Antarctica and studied the evolutionary history and processes associated with star formation. For the third flight, BLAST was reconfigured as a polarimeter (BLAST-Pol) and was also launched from McMurdo in December 2010. BLAST-Pol's objective is to determine what role, if any, magnetic fields play in star formation. This thesis will describe the BLAST-Pol instrument and provide a summery of key observations made by the 2006 flight.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Göteborg : Göteborgs universitet, 2007. / Härtill 4 uppsatser.

Dans un contexte actuel préoccupé par la couche d’ozone et son recouvrement ainsi que par le réchauffement global, comprendre, représenter et modéliser la dynamique stratosphérique sont des enjeux majeurs. Une question récurrente est de pouvoir évaluer les biais des modèles à haute altitude dans la stratosphère. Or la stratosphère est une couche de l’atmosphère difficilement accessible à la mesure. Une solution est d’extraire des informations en analysant les trajectoires des ballons qui sont essentiellement conditionnées par les mouvements des masses d’air. Ces travaux de thèse ont donné naissance à une banque de données rassemblant des mesures de vent, de température et de pression issues des vols de ballons stratosphériques sur une période de plus de 20 ans à des régions variées (région polaire arctique, à moyenne latitude et en régions intertropicales) et à différentes saisons. Une méthode d’analyse des biais mesures/modèle a été mise en place et appliquée aux réanalyses ERA-Interim. Par comparaison avec une précédente étude faite dans des conditions de vortex polaire, les mesures ainsi que la méthode d’analyse des biais ont été validées. Enfin, une analyse systématique des biais sur le vent à haute altitude dans la stratosphère considérant plusieurs régions à différentes saisons a été implémentée. Les résultats montrent que les biais dans les réanalyses ERA-Interim varient et augmentent en fonction de l’altitude. Les régions associées à des régimes bien établis sont plutôt bien représentées alors que les zones de transition ou de changement de circulation présentent plus de difficultés. D’une manière générale, les résultats de biais rapportent que les réanalyses ERA-Interim sous-estiment la vitesse du vent dans la stratosphère. / In a current context focused on the ozone layer recovery and on the global warming, understand, represent and model the stratospheric dynamic became major issues. Realism of these models needs to be assessed. Unfortunately the stratosphere is an atmospheric layer hardly accessible to measurements. Balloons trajectories are mainly depending on the air masses displacements. Extract measurements from balloon trajectories is a solution. These works led to the creation of a database which contains winds, temperature and pressure measurements from stratospheric balloons flights data collected over a time period of more 20 years at several locations (arctic polar region, at mid-latitude and in tropics) and at different seasons. A methodology of winds biases analysis has been developed and has been applied to the ERA-Interim reanalysis data. By comparing our results with a previous study, we have been able to validate the database and the winds biases analyse methodology. A systematic analyse of winds biases at high altitude in the stratosphere considering several locations/seasons has been implemented. The results show the biases in ERA-Interim reanalyses vary and rise as function of the altitude. The locations which are associated to well established circulations are rather well represented while the locations where the variability is higher present more difficulty. Globally biases results report ERA-Interim reanalyses underestimate wind speed in the stratosphere.

Laboratory-based tasks of impulsivity and related constructs can be useful in predicting alcohol use. Performance on these tasks is generally assumed to reflect traits that remain stable across situations. However, several studies have indicated that manipulations of state-like variables (e.g., mood or stress) can influence levels of impulsivity demonstrated on the tasks. Furthermore, environmental context (in the form of physical setting, or contextual cues) has a demonstrable effect on tasks relevant to alcohol-related risky behaviors (e.g., ad lib drinking tasks). Importantly, this effect of context on behavior is dependent on the individual's alcohol expectancies. It is unknown, however, whether alcohol-related cues would lead to greater risk taking on a commonly used laboratory-based risk task, and whether this effect would be moderated by alcohol expectancies. These hypotheses were tested in a sample of undergraduate social drinkers. Results indicated that participants who viewed an alcohol prime did not perform significantly more riskily on the Balloon Analogue Risk Task than those who viewed a non-alcohol prime. While mean levels of risk taking were higher following the alcohol prime, the difference did not approach significance; the priming condition-by-expectancy interaction was also not significant.

This dissertation proposes an efficient representation of a sparse Merkle tree (SMT): an authenticated data structure that supports logarithmic insertion, removal, and look-up in a verifiable manner. The proposal is general in the sense that it can be implemented using a variety of underlying non-authenticated data structures, and it allows trading time for space by the use of an abstract model which represents caching strategies. Both theoretical evaluations and performance results from a proof-of-concept implementation are provided, and the proposed SMT is applied to another authenticated data structure referred to as Balloon. The resulting Balloon has preserved efficiency in the expected case, and is improved with respect to worst case scenarios.

Nous avons développé un détecteur intégré à base d'une diode pour être embarqué dans un ballon stratosphérique afin de caractériser l'environnement radiatif atmosphérique. Le détecteur a été calibré avec une source Californium, et il a été pleinement caractérisé lors de tests sous faisceaux de neutrons qui produisent diverses particules ionisantes secondaires. Les sections efficaces différentielles de détection pour différentes énergies de faisceaux de neutrons sont avérées être en bon accord avec les simulations effectuées avec le code MC-Oracle. Nous avons effectué un certain nombre de vols en ballon stratosphériques (avec l'ESA et le CNES) et confirmé la corrélation entre le taux de comptage et de l'altitude. En outre, nous avons observé que l'environnement radiatif n'est pas isotrope et démontré le potentiel de notre outil pour étudier l'environnement radiatif atmosphérique. Ces résultats sont utiles pour estimer le flux de particules qui affecte appareils et systèmes électroniques à bord des appareils. / We developed an integrated silicon detector to be embedded in a stratospheric balloon in order to investigate the radiative atmospheric environment. The detector was calibrated with a Californium source, and it was fully characterized under neutron beams which produced various secondary ionizing particles. Differential detection cross sections for different neutron beam energies were shown to be in good agreement with simulations performed with the MC-Oracle code. We performed four stratospheric balloon flights (with ESA and CNES) and confirmed the correlation between the count rate and the altitude. Moreover, we observed that the radiative environment is not isotropic and demonstrated the potential of our tool for investigating the radiative atmospheric environment. These results are useful for estimating the particle flux that affects electronic devices and onboard aircraft systems.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第18878号 / 医博第3989号 / 新制||医||1008(附属図書館) / 31829 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 坂井 義治, 教授 坂田 隆造, 教授 平岡 眞寛 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

This thesis describes concept and implementation of application assisting balloon pilots with guiding to a chosen target. Theoretical part is focused on basics of ballooning and navigation. Designed application uses proprietary OziExplorer files, clearly displays all information from external GPS unit connected via COM port and saves travelled path and waypoints. Important feature of the application is getting forecast of wind flow in various altitudes from the internet before the flight and analysis of information from GPS for calculation actual air flow during flight. In the end of this thesis the application is tested in real environment and its functionality is evaluated.

Metody, jak získat zpět měřicí vybavení pro průzkum horní atmosféry, jsou v současné době značně omezené. Velmi nízká míra návratnosti vedla k návrhu radiosondy na jedno použití, což nutí mnoho světových meteostanic omezit počet provedených denních měření. Snížení frekvence sondáže pak následně vede ke snížení přesnosti předpovědi počasí. Tato práce otevírá cestu k alternativě v podobě konstrukce návratového modulu, který by měl zajistit řízené vyklesání aerologické sondy a přistání na vhodném místě. Zvolená konstrukce je výsledkem analýzy možných konfigurací, jejichž cílem bylo najít nejoptimálnější variantu pro splnění požadavků mise. Konvenční konfigurace s pevnými křídly je zde sledována zkoumáním jejích základních částí. Zvolené součásti jsou dimenzovány na základě dvou krokových iteračních metod detailně popsaných v této práci. Dále jsou zkoumány základní požadavky na autonomii návratového kluzáku. Je zde navržena koncepce řídicího systému, který by měl vybrat nejvhodnější a dostupné místo pro přistání a navést kluzák k přistání na něm. V neposlední řadě jsou analyzovány a zvažovány možné metody instalace užitečného zatížení a studovány a porovnávány možné systémy odpojení od meteorologického balónu. Popsaný návratový modul by měl ve výsledku umožnit častější provádění měření atmosféry s přesnějšími měřicími zařízeními u kterých bude předpoklad vysoké pravděpodobnosti opakovaného použití. Očekává se, že tento přístup by měl vést ke snížení nákladů na sondáž atmosféry a zároveň zredukovat množství použitého materiálu a produkovaného odpadu.