Stratosféra je velmi zajímavá vrstva zemské atmosféry, které však není snadné dosáhnout. Běžná letadla se dostanou maximálně na spodní část stratosféry, zatímco sondážní rakety mají krátkou dobu letu a jsou drahé. Jediné možné technické řešení představuje využití stratosférických balónů. Do této části atmosféry se mohou dostat relativně snadno a s rozumnými náklady, ale i tak mají řadu nevýhod. Jsou prakticky neřiditelné a doba pobytu ve stratosféře je pro menší balóny omezená, i když ty velké, technicky náročné a nákladné se mohou ve stratosféře pohybovat i několik měsíců. Do úvahy musíme brát také bezpečnost leteckého provozu a další hlediska.

Proto je stratosféra poměrně špatně dostupnou částí naší atmosféry a její výzkum vyžaduje nemalé finanční prostředky. V případě odběrů vzorků představuje problém také možná kontaminace při průchodu sondy troposférou.

Proč je stratosféra tak zajímavá?

Důvodů je více. Jednak tam panují extrémní fyzikální podmínky (nízká teplota, tlak aj.), také je zde významně zvýšená hladina kosmického (tedy částicového) záření, Dalším důvodem je významně zvýšená intenzita krátkovlnného elektromagnetického záření (zejména ultrafialového) a z pohledu praktických experimentů rovněž kombinace těchto faktorů, kterých lze v laboratoři takto komplexně docílit jen těžko.

Proto se prostředí stratosféry s jejími extrémními fyzikálními podmínkami využívá jako testovací polygon pro množství biologických, technických i technologických experimentů a testování elektronických systémů různého určení pro extrémní prostředí, zejména kosmické - komponentů a systémů pro družice. Extrémním podmínkám ve stratosféře mohou být v rozličné kombinaci vystaveny různé biologické entity (zejména bakterie a řasy), jež svými metabolickými procesy reagují na stresové faktory. My poté můžeme testovat dopady těchto stresů, hranice odolnosti, jejich příčiny a změny vyvolané stresovými faktory na celý biologický systém. Neméně zajímavé je měření a pozorování samotného prostředí stratosféry z pohledu fyzikálního či chemického.

Velmi zajímavý je i odběr vzorků materiálů a plynů ze stratosféry, různá aerologická měření (např. rychlosti a směru proudění), dálkový průzkum zemského povrchu atd. Ze stratosféry také mnohem lépe vidíme do vesmíru, jelikož nás neruší husté vrstvy atmosféry a můžeme pozorovat v krátkovlnné oblasti spektra (UV záření). Můžeme zde lépe pozorovat některé procesy probíhající ve větších výškách atmosféry i děje v ionosféře či magnetosféře. 

Nelze opomenout ani významný edukační potenciál, neboť při přípravě a realizaci experimentů pro stratosféru získáváme zkušenosti pro konstrukci družic a plánování experimentů na jejich palubách. Učíme se tak nejen my, ale i naši studenti, kolegové a spolupracovníci.

Co lze ve stratosféře nalézt?

V prostředí stratosféry můžeme najít prachové částice, aerosoly a plyny, dokonce i biologické entity (například spory bakterií). Pro výzkumné účely je zajímavý odběr pevných částic (materiálu):

• prachových částic z pozemských zdrojů a zkoumání jejich vlivu na stav stratosféry
• antropogenního původu (znečišťující látky)
• přírodního původu (zejména sopečný prach)
• prachových částic mimozemského původu (prachové částice meziplanetární hmoty)
• aerosolů

Stejně tak je velmi zajímavý odběr a výzkum plynů a zkoumání případných chemických reakcí, které zde probíhají, včetně jejich chemismu. Jedná se nejen o určení konkrétních chemických látek vstupujících do chemických reakcí, ale i produktů těchto reakcí a samotných chemických procesů.

Tím samozřejmě výčet možností nekončí. Stratosféra je prostředí, které skutečně stojí za to zkoumat, aktivně a udržitelně využívat. A to nejen s ohledem na skutečnost, že značně ovlivňuje dění v nižších vrstvách zemské atmosféry a ovlivňuje tedy biosféru i lidskou společnost.

Experimenty ve stratosféře

Zajímavé podmínky ve stratosféře, zvláště jejich kombinaci, můžeme aktivně využívat k množství měření, experimentů či testování technických zařízení. Lze zde provádět například:

• testování základních technických systémů pro družice (zejména tzv. CubeSaty) či jiná zařízení
• experimenty vlivu podmínek ve stratosféře na biologické systémy a jejich metabolické procesy aj.
• měření částic kosmického záření
• experimenty spojené se sběrem různého materiálu ze stratosféry
• testování kompletních CubeSatů a jejich palubních systémů
• kalibrační měření pro systémy pozorování meteorů na zemském povrchu