Nachdem ich nun endlich alle erdenklichen Hürden überwunden habe, geht es nun hier endlich los.
Vorangegangen waren zwei Starts im Rahmen des naturwissenschaftlichen Unterrichts letztes Jahr, über die ich noch schreiben werde. Je nach Wetterlage ist um Ostern herum der nächste Start geplant. Derzeit stecken wir mitten in der Vorbereitungsphase, über die ich zeitgleich hier bloggen möchte.
Das Ziel
Bei den ersten beiden Starts ging es darum, das Gespann aus Wetterballon, Fallschirm und Nutzlast zu planen, zu starten und sicher auf die Erde zurückkommen zu lassen. Bei unserem dritten Start geht es um die Höhe, also um die Frage: “Wie kann ich mit möglichst wenig Nutzlast und einem passend großem Wetterballon die bestmöglichste Höhe erreichen?” Als Ziel haben wir uns eine Höhe von 38km und das Anfertigen eines Videos (gen Erde und Horizont gerichtet) vorgenommen. Glückt unsere Leichtbauweise, steht das Einsammeln von Gas- und Partikelproben als ein weiteres Ziel auf dem Plan.
Abhängige Bedingungen
So trivial wie die vorangegangene Frage scheint, ist sie nicht. Sie ist von vielen Bedingungen abhängig. Grundsätzlich geht um die allgemeine Annahme: Je geringer die Nutzlast und je größer das maximale Ballonvolumen, desto höher steigt er. Zu den wichtigsten Bedingungen zählen:
- Nutzlast: mehr als 500g Nutzlast sind genehmigungs- und versicherungspflichtig, so dass dieses Maximalgewicht unterschritten werden sollte und eine gewisse Höhe in der Atmosphäre erreicht werden kann.
- verwendete Ballongröße: Je größer, desto besser? Diese Annahme müssen wir noch näher betrachten.
- verwendetes Ballonmaterial: Es muss dehnbar sein, über geringe Molekülabstände verfügen und relativ unempfindlich gegen Temperaturschwankungen und “Höhenstrahlung” sein. Mylarfolie oder Naturlatex sind verfügbare (bezahlbare) Alternativen.
- verwendetes Ballongas: Grundsätzlich ist jedes Gas geeignet, dass eine geringere Dichte als das Gasgemisch Luft aufweist und dadurch den notwendigen Auftrieb verursacht. In der näherern Auswahl steht klassischerweise Helium, aber auch Wasserstoff.
- Transportbox: leicht, gut verarbeitbar, dämmend und ohne größere Gaseinschlüsse muss sie sein, weswegen als bewährte Varianten “Styrodur(R)” und “Styropor(R)” in Frage kommen. Ob eher eine Würfelform oder eine Kugelform sinnvoller ist, werden wir noch diskutieren.
- Equipment: Maximal zwei GoPro-2 HD – Kameras mit 16GB-Speicherkarten, GPS-Tracker mitsamt GPS-fähigem Smartphone, ein Wärmespender und etwas Trocknungsmittel müssen für das angepeilte Ziel von unter 500g Gesamtgewicht genügen.
- Fallschirm: Zur sicheren und sanften Landung der Box ist eine Art Fallschirm, ob kommerziell oder selbstgebaut, notwendig.
- Verstrebungen / Seile: Die Box muss an den Fallschirm und der Fallschirm am Wetterballon befestigt werden. Hier kommt unsere Erfahrung der ersten beiden Starts hinzu, bei dem die Box stark rotierte, so dass diesmal eine spezielle Verstrebung aus Aluminiumdraht im Fokus steht.
- Gesamtform: Das Gespann muss aerodynamisch derart ausgerabeitet sein, dass die Rotationen auf ein Minimum reduziert werden.
- Wärmespender: Eine Innentemperatur von etwa 5°C sollte nicht unterschritten werden, um das technischen Equipment keine großen Temperaturschwankungen auszusetzen und Kondensationseffekte verträglich zu gestalten. Der Wärmespender muss die Wärme kontinuierlich abgeben, damit auf der ca. 2 – 3 Stunden langen “Fahrt” nicht zu hohe Temperaturen >50°C entstehen.
- Trocknungsmittel: Alle Materialien sind beim Start mehr oder weniger durch den Wasserdampf in der Luft feucht. Es muss ein Trockmungsmittel gewählt werden, dass die bei großer Höhe gebildeten Wassertröpfchen schnell bindet, so dass vor allem die Linsen der Kameras nicht beschlagen. Auch eine gewisse Vorbehandlung im Trockenschrank und / oder Eksikkator werden wir testen.
- Startpunkt: Er darf in keiner Einflugschneiße liegen, zu Windkraftanlagen, Stromtrassen, Funkmasten u.ä. müssen bestimmte Entfernungen eingehalten werden.
- Wetter: Eine stabile Hochdrucklage ist quasi Grundvoraussetzung, wobei ein Hochdruckkern die besten Bedingungen liefert. Größere Windgeschwindigkeiten in den durchzufliegenden Luftschichten sollten nicht herrschen, um eine zu große Abdrift zu vermeiden.
- Genehmigung: Die Deutsche Flugsicherung muss informiert werden, wenn das Gesamtgewicht der Nutzlast über 500g liegt. Sie erteilt dann eine Genehmigung, die an ein konkretes Zeitfenster gekoppelt ist. Liegt die Nutzlast unter 500g, so ist dennoch eine Mitteilung wünschenswert, da sie unter Umständen mit Informationen und Karten weiterhelfen kann.
Wie geht es weiter?
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