Nordiska talanger på Science Camp

Samtidigt som drygt 80 lärare, forskare och administratörer inom skolsektorn samlades till konferens i Vasa, Finland, samlades 14 elever från Danmark, Sverige och Finland för en gemensam Science Camp. Denna gång var uppdraget att analysera atmosfären ovanför oss. För ändamålet fanns en ballong på 1,2 kg, helium,  Arduino datacontroller, en del sensorer och en aprs-tracker. Tid var det ont om.

Färdigställande av en mätsond innebär arbete med både hårdvara och mjukvara.

Färdigställande av en mätsond innebär arbete med både hårdvara och mjukvara.

Payload, fallskärm, radarreflektor... Check!

Payload, fallskärm, radarreflektor… Check!

Onsdag 21 september efter lunch samlades alla deltagare i Borgaregatans skola för en första träff. Omedelbart efter informationen var det sedan dags att fördela arbetet och sätta igång. Någon började löda fast komponenter i den shield som skulle användas, någon började konstruera en YAGI-antenn och några började arbeta med programmeringen. I stort sett fanns en fungerande sond monterad, programmerad och klar redan innan middagen. Däremot krävde den ännu arbete för att fungera med sensorer för UV-strålning och luftfuktighet samtidigt som den skulle skriva data till ett minneskort.

Medan programmerarna försökte lösa problemen med skrivandet till minneskortet började de övriga skapa embalage för nyttolasten, bygga en radarreflektor, testa fallskärm och koppla ihop alltsammans. Avfärden till platsen där ballongen skulle släppas var schemalagd till 22 september 05:45, så allt skulle vara klart på onsdag kväll.

Det var fortfarande mörkt när nyttolast, reflektor och fallskärm vägdes in för att man skulle kunna skapa en motvikt så att man lättare kunde förse ballongen med den rätta mängden gas för önskad höjd och lyfthastighet.

Nyttolasten vägs in och ballongen fylls med helium.

Nyttolasten vägs in och ballongen fylls med helium.

När klockan slog sju gav flygledarna vid den närmaste flygplatsen klartecken och ballongen började fyllas. Lyftkraften i ballongen var 13N mer än den totala nyttolastens vikt när gasflaskan kopplades loss och hela ekipaget kopplades ihop. Avsaknaden av både regn och vind gjorde detta skede rent njutbart.

Ballongen lyfte i samma ögonblick som solen steg över horisonten.

Ballongen lyfte i samma ögonblick som solen steg över horisonten.

Ballongen steg, i stort sett som beräknat, med c:a 5 m/s. Aprs-trackern fungerade fint och sände positionsdata, inklusive höjd, var 30:e sekund. Däremot tappades kontakten till vår egen sond redan när ballongen nått en höjd över 300m. Hoppet ställdes då till att sparandet av data till minneskortet skulle fungera.

Under tiden ballongen steg kunde eleverna följa med den i realtid m.h.a sina smartphones. Samtidigt fick vi en guidning i Meteorian, den utställning som byggts upp kring den meteoritkrater vi befann oss i.

I samma ria har också astronomiföreningen Andromeda sin verksamhet, och vi fick en guidning även av dem. Teleskopen kunde vi dock bara se – inte se med – på grund av ett jämt molntäcke som låg över oss.

Ballongens färd följdes i realtid.

Ballongens färd följdes i realtid.

Efter att eleverna kommit tillbaka till Borgaregatans skola följdes ballongens färd på storskärm. Topphöjden på ballongen uppmättes till minst 37516m, vilket får anses som ett mycket gott resultat med en ballong av den storleken fylld med helium. Trackern sände position var 30:e sekund och den högsta bekräftade höjden var den nämnda. Klockan 09:44:45 var ballongen på en höjd av 37508m. 30 sekunder senare noterades nämnda 37516m. 0945:46 noterades höjden 37458m. Detta gör att vi kan anta att ballongen steg ännu ett tiotal ekunder efter att 37km 516m noterats.

Ett förväntat scenario är att ballongen explodera när trycket inne i ballongen är för stort i förhållande till trycket utanför. Den ballong som användes i detta fall exploderar, enligt tillverkaren, när diametern når 9,1m. Efter att ballongen exploderat faller den, inklusive all utrustning, så gott som fritt p.g.a. den tunna atmosfären. I tdigare fall när Katternö Skywatchers använt motsvarande ballonger har fallhastigheten uppgått till 35m/s tills den tätare atmosfären på drygt tio kilometers höjd bromsar färden.

Ballongens färd över den Österbottniska kusten.

Ballongens färd över den Österbottniska kusten.

Denna gång föll ballongen med knappa fyra meter per sekund. Till det finns ingen annan förklaring än att ballongen inte exploderat utan bara börjat läcka och långsamt minskat i omfång. Det gjorde också att ballongens färd blev betydligt längre. I stället för att landa snyggt och prydligt i trakten av Korsnäs fördes norrut nästan till startpunkten för att sedan åter föras mot sydväst. Färden slutade ute i havet vilket innebar att den data som eventuellt finns sparad på sondens minneskort inte ännu kunnat granskas.

Alla uppdrag en bit ut från jorden har sina risker. Det finns inga garantier att man får sin utrustning tillbaka. Däremot gör man alltid det mesta möjliga av de resultat man har att tillgå. Denna gång var unik såtillvida att ballongen sjönk med nära nog samma hastiget som den hade stigit. Det gav fina möjligheter att studera vindarna – både till hastighet och riktning – på olika höjder.

graphs

Söderfjärden från ovan - just innan ballongen försvann in i molnen.

Söderfjärden från ovan – just innan ballongen försvann in i molnen.

Förutom positionsdata fick vi också några bilder från en smartphone som Markus Norrby offrat för projektet. Den sände också positionsdata. De bilder som togs med kameran laddades till en dropbox via mobilnätet.

Ibland lyckas allt och ibland får man lära sig av sina erfarenheter. Det är ställt utom allt tvivel att det finns stora fördelar med att se till att all data kan tas emot via någon form av telemetri. Gärna så att det finns flera system. Endera så att man delar upp data mellan systemen eller så att det finns ett system som tar över om det primära falerar.

En stor eloge är deltagarna i Science Campen värda för den presentation de höll för konferensdeltagarna på fredag. Resultaten och analyserna redovisades så att det klart framkom att det fanns täckning för allt. De resultat som var osäkra eller odugliga redovisades som sådana och förkastades.

Presentationsdags! 3D-animationen som syns på skärmen kan nås via denna länk.

Presentationsdags! 3D-animationen som syns på skärmen kan nås via denna länk.

Ett stort tack till alla som bidragit till en lyckad Science Camp – Inte minst till de elever som deltog. Tack!

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s