Neues vom Ballonprojekt, Teil 3

Heute der dritte Teil meiner kleinen Serie über das Ballonprojekt. Heute wird es ein etwas kurzer, aber doch wichtiger Beitrag, denn heute geht es darum, wie man den Ballon wiederfindet, oder besser gesagt, wie man den Landepunkt vorherbestimmt.

Die untenstehende Abbildung ist eigentlich schon das ganze Geheimnis. Auf der Seite http://habhub.org/predict/ gibt man an, wo man starten möchte, gibt die Startzeit ein (auf der Abbildung ist das 11 Uhr CEST am 21. April, also schon etwas her, ich erkläre gleich, warum ich das Bild gewählt habe) und die Parameter des Ballons. Die Geschwindigkeit des Abstieges in der Nähe des Bodens kann mit einer einfachen Rechnung bestimmt werden, dafür wird nur die Nutzlastmasse und der Durchmesser des Fallschirms benötigt. Die Aufstiegsgeschwindigkeit und die Platzhöhe können hier berechnet werden: http://www.srcf.ucam.org/~cuspaceflight/calc . Das alles zusammen gibt die Grundlage für die Berechnung der Flugbahn. Die Vertikale wird dabei in 17 Höhenstufen unterteilt, bei welchen für jeder die vorhergesagte Windrichtung und -stärke genommen werden. Daraus berechnet das Programm die Bahn. Es ist auch möglich, einen Modus GFS HD auszuwählen, bei dem 24 Stufen verwendet werden und das Ergebnis dementsprechend genauer ist.

Auf dem Bild ist der rot-weiße Punkt der Startort, das rot-orangene Symbol der Platzpunkt und der grün-weiße Kreis der Landepunkt. Man sieht, dass der Ballon nur etwa 200 Meter neben der A 31 gelandet wäre! Daher habe ich dieses Bild ausgewählt, weil es eine Startzeit zeigt, die nicht geeignet wäre, um zu starten.

Hingegen wäre ein Start um 12:00 Uhr am 8. Mai gut geeignet:

Nun noch etwas zu den Kosten, die in den Kommentaren zum 2. Teil des Artikels angesprochen wurden: Die Elektronik und die Ballonhüllen sind die teuersten Posten des Systems: Eine 1500 g-Ballonhülle kostet, mit dem Versand aus England, etwa 120 Euro. Der Fallschirm wurde mir von der Firma Spherachutes, Inc. freundlicherweise zum halben Preis angefertigt, das waren dann 24 Euro. Den Radiometrix-Sender habe ich für 21 Euro bekommen, den Arduino Uno für 25 Euro und den Arduino Mega für 44 Euro. Die Sensoren haben zwischen 3 und 14 Euro gekostet (der Sensor für 14 Euro ist der im vorherigen Teil besprochene Drucksensor Bosch BMP085, den ich trotz des Drucklimits von 300 mbar jetzt erst einmal bestellt habe). Eine kleine Platine zur Verbindung des Breadboards mit dem PC hat 10 Euro gekostet, und der angesprochene OpenLog 17 Euro. Zusammen (Fallschirm+Elektronik): 175 . Dazu der Stabo-Empfänger für noch einmal 100 .

Jetzt wo also der größte Teil des Basissystems da ist (Bis auf das GPS, welches noch einmal ca. 60 kostet), sind auch die größten Ausgaben getätigt. Das Helium für die Ballone wird mir freundlicherweise durch Prof.Dr. Heinz-Jürgen Steinhoff vom FB Physik der Universität Osnabrück zur Verfügung gestellt. Damit reduzieren sich die Kosten pro Aufstieg auf die 120 für die Ballonhülle, wobei die ersten drei Aufstiege darunter nicht fallen, da ich bereits einen 1500 g-Ballon hier und zwei ältere Ballone bei eBay gekauft habe.

In Teil 4 dann Ideen für weitere Experimente.

7 thoughts on “Neues vom Ballonprojekt, Teil 3

  1. Hast Du denn schon mal einen Ballonflug dementsprechend vorausberechnet, und falls ja, wie genau stimmte der Landepunkt mit den Berechnungen überein?

  2. Danke für die Angaben zu den Kosten, jetzt kann ich mir das etwas besser vorstellen. Ich bin auch gespannt, wie genau die Landeprognose tatsächlich ist. Ich kann mir vorstellen, dass bereits kleinste Unterschiede in den Parametern zu erheblich Veränderungen des Ergebnisses führen müßten (Chaostheorie?).
    Auf jeden Fall finde ich das Projekt sehr interessant und freue mich auf weitere Berichte!

  3. @Arne: Das habe ich leider noch nicht gemacht, weil ich dann dafür die Rohdaten (d.h. die Windvorhersage der NOAA) brauchen würde. Es gibt allerdings das Programm BalloonTrack, in welches man die Ergebnisse eines Wetterballonaufstiegs in der Nähe eingibt (die Daten bekommt man von der University of Wyoming) und dieses rechnet dann auch eine Trajektorie aus: http://www.eoss.org/wbaltrak/index.html

    @frank: Dankeschön! Der nächste Bericht folgt demnächst, und ja, wenn man an den Parametern etwas schraubt, dann hat das schon mittelschwere Einflüsse auf die Bahn, ich werd nachher da mal ein bisschen Basteln und mich nochmal hier melden!

  4. @Hans: Das Online-Programm benutzt die Daten der NOAA, da kann ich nichts ändern-Das „BalloonTrack“, welches ich in der Antwort zu Arne verlinkt habe, nimmt allerdings die Daten eines Wetterballonaufstiegs, wobei sich die Daten selbst holen muss, und zwar normalerweise von hier: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html Dort erhält man dann Daten von Ballonen, die von der jeweiligen Station gestartet wurden. Man müsste also eine wählen, die in der Nähe des Startortes liegt, z.B. hier EDZE Essen.

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