Ballon "Gewitterwolke"

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Die Aufgabenstellung:

Ein kleiner Ballon soll die Windbewegungen in einer Gewitterwolke und dabei die Entstehung jener Ladungen erfassen, die letztlich zum Blitz führen.

Hier einige Links zur Entstehung von Gewitterblitzen, Wikipedia-Blitze, und bei Blitzmonitoring, Spannung liegt in der Luft (Artikel aus Bild der Wissenschaft)

Aktuelle Blitze im Internet: blitzmonitior.org. Eine Station für Blitzmonitoring steht bei DL9FCG (Winfried)


Das Thema "Ballon-Gewitterwolke" ist ein Projekt von DL9FCG.


Oberste Wichtigkeit in dem Experiment haben das Gewicht und der Strombedarf der Nutzlast. Diese sollen so gering wie möglich gehalten werden.

Angestrebt wird ein Gewicht von unter 300 Gramm.



Infos über die Physik in einer Gewitterwolke:

Datei:Blitze-Bild-der-Wissenschaft-001.pdf,

Datei:Gewitter-Schülerarbeit-ic4150.pdf,

Datei:Von Elfen und Kobolden.pdf

Datei:Spannung liegt in der Luft - Bild der Wissenschaft.pdf

Datei:Astronomen forschen an Gewitterwolken und Blitz-Entstehung.pdf, FAZ vom 14. 1. 2017



SINKEN-des Ballons

Am Ende des Experimentes soll der Ballon gezielt zur Landung gebracht werden. Derzeit ist ein kontrolliertes Ablassen des Heliums vorgesehen.

Vibrationsmotoren als Aktoren

DATEN von Temperatur, Druck, und Feuchte

Das Erfassen von Umgebungs-Daten soll mit einem kombinierten Sensor erfolgen. Erste Wahl ist derzeit: MS8607 (Datenblatt MS8607)

LADUNGS-Messer

Es soll versucht werden, die zeitliche Entstehung der Ladung zu erfassen. (Eigenentwicklung)

KOSMISCHE-STRAHLUNG

Als möglicher Auslöser eines Blitzes kann die kosmische Strahlung wirken. Sofern bereits ein Sensor dieser Strahlung zur Verfügung steht, kann dieser mit eingebunden werden.

Eigenbau

POSITIONS-Erfassung

Die Position soll mit einem GPS-Modul erfasst werden. Erste Wahl derzeit: GY-NEO6MV2 NEO-6M

Lage-Erfassung

Optional soll auch die Lage und die Beschleunigung des Ballons erfasst werden. Erste Wahl derzeit: MPU-6050

FOTOS

Die Erfassung von Fotos soll nur vorgesehen werden, wenn das Gewicht dies zulässt. Kamera-Chip: OV7670. Gegebenfalls ist auch (überlagend) eine Wärmekamera möglich (Sensor MLX90621, sander-electronic.de)

DATEN-Speicherung

Die Daten worden lokal am Ballon in einem Flash-Speicher oder einer SD-Karte gespeichert.

Die Erfassungsrate sollte unterhalb einer Sekunde liegen.

Alle 10 Sekunden sollen reduzierte Daten zur Bodenstation als Kontrolle gesendet werden.

TRANSCEIVER und ANTENNE

Als Frequenzbereich sind entweder das 2m- oder/und das 70 cm-Band vorgesehen. Die Sende-Leistung ist abhängig von der erwarteten maximalen Höhe der Gewitterwolke (ca. 11 km).

Derzeit ist als Sender der Typ RFM26 vorgesehen.

STROMVERSORGUNG

Diese wird am Schluss der Planung festgelegt.

BALLON-Typ und GEHÄUSE der Nutzlast

Der Ballon-Typ hängt vom Gewicht der Nutzlast ab. Derzeitige Wahl: "SMILY"

Das Gehäuse wird wahrscheinlich primär von der Art der Erfassung der Ladung vorgegeben. Als Idee für das Gehäuse gibt es derzeit die Kugelform (Styropor) mit einem Durchmesser von 20 cm.