Základy výškového balónování
Sestavení a úspěšné vypuštění výškového balónu představuje nejenom technicky a časově náročný projekt, ale také zajímavý koníček. Pro mnohé se tato činnost totiž stane celoživotní vášní. A i když takový projekt nevyžaduje znalosti hodné studovaného vědce, přesto je pro jeho realizaci nezbytné ponořit se do studia několika různých odvětví. Pro začátek je však dobré znát tyto tři zásady:
- Vždy provádějte pečlivý výzkum.
- Vždy věnujte dostatek času testování.
- Nikdy nespěchejte.
A když jsme si teď tak pěkně určili základní pravidla „balónování“, pojďme se na věc podívat trochu více zblízka.
Přehled projektu
O co tu tedy vlastně běží? Ve zkratce by se dalo říci, že cílem výškového balónování je vyslat zátěž (sledovací zařízení, senzory/kamery) do dostatečně vysoké nadmořské výšky (běžně okolo 30km). S narůstající výškou se však balón roztáhne z původního průměru 1m na 8m, přičemž po dosažení určité hranice jednoduše praskne a zátěž je poté dopravena na zem pomocí padáku.
Sledovací zařízení jsou naprosto nezbytnou součástí projektu – do atmosféry přece nechceme vypustit jen nějaký obyčejný balónek. Vybrat si můžeme z několika možností:
- GSM/GPS tracker (levný, ale GSM spojení se přeruší už pár stovek metrů nad zemí)
- SPOT tracker (podobné jako GSM, ale využívá síť Iridium, funguje až do výšky 12km))
- APRS (amatérský rádiový systém)
- UKHAS Radio Tracker (systém vyvinutý a používaný v Anglii)
- Moduly XBee, ZigBee (bezlicenční pásmo 2,4GHz, velký dosah)
Design a sestavení zátěže se opět řídí určitými pravidly, i když pro vizuální zpracování není od věci popustit uzdu fantazii!
- Izolace ochrání povrch při dopadu, zabraňuje poškození techniky otřesem a nízkými teplotami
- Všechny objekty uvnitř musí být pevně uchyceny
- Vysílací antény mají své místo na spodní straně konstrukce, oproti tomu GPS se vždy umísťuje na horní plochu
- Při designu schránky mějte na paměti velikost kamer
- Celý náklad by měl být co možná nejlehčí
Balóny a padáky jsou k sehnání v mnoha velikostech, obecně však platí jednoduchá rovnice – čím větší balón, tím vyšší dosažená výška a o to více se bod dopadu vzdálí od bodu výchozího. Všechny padáky jsou již předem vybavené smyčkami (pro připevnění k balónu), pro zjištění správné velikosti stačí už tedy pouze provést pár početních úkonů. Cílová rychlost dopadu by se vždy měla pohybovat v rozmezí- 4-5m/s. V úvahu je třeba brát váhu nákladu + 100g (lepící páska + obal).
Zdvih balónu je pevně spjatý s přesně odměřeným množstvím plynu uvnitř. Předpokládejme, že naše zátěž i balón každý váží přibližně 1kg. Jenomže při plnění balónu heliem dochází k vytlačování kyslíku – to má za následek úbytek váhy (He disponuje bezmála desetinou váhy O2). Při 1 krychlovém metru helia už tedy bude náš balón dostatečně lehký na to, aby se sám odlepil od země. My ale neposíláme do vzduchu pouze balón, na palubě je, jak již víme, i 1kg zátěže – proto jej musíme doplnit o další metr krychlový plynu. Pro naplnění balónu se používá tzv. filler – zařízení o délce zahradní hadice s ventily na obou koncích.
Vzlétnutí balónu se neobejde bez příslušného povolení, pro jehož získání je nutné uvést informace jako bod vzletu, datum a trasu. Pokud jde všechno hladce a vy povolení skutečně získáte, bylo by slušné dát o letu vědět i ostatním balónovým nadšencům.
Start! Zkontrolujte vzdálenost letadel na obloze a vypusťte balón. Dávejte dobrý pozor na bod dopadu – jestli jste ztratili GPS signál, nezoufejte. Buď se nacházíte blízko bodu, nebo se zátěž s padákem prostě „zasekla“ na stromě.
Chcete-li si o balónovém létání přečíst více, podívejte se na stránku http://www.daveakerman.com/?p=1732, která obsahuje vskutku vyčerpávající informace o všem, co by vás mohlo zajímat.
Můžete také navštívit stránky úspěšného českého projektu czANSO, kde je spousta podrobností od prvního nápadu přes vývoj a konstrukci až po praktické zkoušky a samotný let balónu do vesmíru.
- Teleball: Arduino programování pro retro nadšence - 12.10.2015
- Arduino třídička barevných bonbonů - 30.9.2015
- Výškový meteorologický balon s čichem pro atmosféru - 18.9.2015