Unsere Mission

Die Aufgabe des StratoSat-Wettbewerbs war es, einen Wetterballon auf etwa 30km Höhe aufsteigen zu lassen und dabei verschiedene Messungen durchzuführen. Der Wettbewerb gibt vor, dass Temperatur, Luftdruck und eine weitere vom Team ausgesuchte Messgröße gemessen werden müssen. Wir haben uns dazu entschieden, kosmische Strahlung zu messen.

Der Ballon besteht aus hochelastischem Naturkautschuk und wird mit Helium gefüllt. An einem Seil am Ballon hängt eine Styroporbox, in der sich die ganze Messelektronik befindet. Der Ballon steigt mit etwa 5 Metern pro Sekunde. Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab, weswegen sich der Ballon immer weiter ausdehnt, bis er schließlich platzt. Dann öffnet sich der Fallschirm, sodass der Ballon nicht ungebremst fällt, sondern ebenfalls mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 5m/s. Nach etwa 3 Stunden wird der Ballon in einem Umkreis von rund 100 Kilometern gelandet sein. Mithilfe eines GPS GSM Trackers kann dann die Position des Ballons bestimmt und der Ballon geborgen werden. Nach der Bergung des Ballons können die auf einer SD-Karte gespeicherten Daten ausgewertet werden.


Die Messelektronik

Zur Messung und Speicherung der Daten benötigen wir viele elektronische Komponenten. Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit werden über mehrere Sensoren gemessen, die sich sowohl innerhalb als auch außerhalb der Styroporbox befinden. Die kosmische Strahlung messen wir mit einem Geiger-Müller-Zählrohr, das an ein Radiation Board angeschlossen ist, welches die Signale verarbeitet. Alle diese Sensoren sind mit einem Microcontroller verbunden. Dieser speichert die Messdaten alle 5 Sekunden zusammen mit den Positionsdaten eines GPS-Gerätes auf einer SD-Karte.

Eine genaue Erläuterung, welche technischen Komponenten wir verwendet haben, warum und wie wir eine eigene Platine geätzt und einen Rahmen mit einem 3D-Drucker gedruckt haben, finden Sie hier.


Die Auswertung der Daten

Da die Messdaten zusammen mit den GPS-Daten gespeichert werden, lassen sich Zusammenhänge zwischen der Höhe und den Messgrößen untersuchen. So lässt sich zum Beispiel die barometrische Höhenformel überprüfen, welche den Luftdruck in Abhängigkeit von der Höhe angibt.

Der Schwerpunkt unserer Messung liegt auf der Strahlungsbelastung in Abhängigkeit von der Höhe. Die daraus gewonnen Messwerte können zum Beispiel für Flugpersonal interessant sein.

Was wir bei unserem Flug konkret gemessen haben und daraus schließen konnten, erklären wir hier.


Weitere Informationen

© 2018, Jonathan Knoll