Baru-baru ini, orang dapat semakin sering melihat peluncuran balon cuaca lateks amatir, yang memiliki muatan berupa kotak terisolasi dengan kamera, suar GPS, dan sumber daya. Penerbangan perangkat semacam itu biasanya dibatasi 2-3 jam, selama perangkat mencapai stratosfer dan mendarat 80-100 kilometer dari lokasi peluncuran.
Bersiap untuk meluncurkan stratostat drifting kami
Bisakah balon stratosfer terbang lebih lama, lebih jauh dan lebih stabil? Ya bisa. Stratostat dari kategori Tanpa Tekanan dan Super Tekanan datang untuk menyelamatkan. Kami memilih Zero-Pressure sebagai pengalaman pertama kami Teknologi ini teruji oleh waktu dan cukup sederhana.
Teknologi penerbangan
Inti dari teknologi ini adalah mempertahankan tekanan "nol" di dalam amplop gas, sementara amplop Super-Tekanan melayang karena kelebihan tekanan gas. Saat Anda memanjat, gas mengembang. Ketika tekanan puncak tercapai, balon meteorologi meledak, dan Nol-Tekanan amplop ventilasi tekanan berlebih dan tetap melayang di arus jet sampai matahari terbenam. Ketika matahari terbenam, udara mulai dingin dan peralatan berkurang. Untuk penerbangan yang berlangsung lebih dari 1-2 hari, cadangan ballast diperlukan, itu mengkompensasi hilangnya lift gas (helium, hidrogen).
Gambar profil penerbangan stratostat Zero-Pressure dan Super-Pressure
Shell
Untuk peluncuran pertama, kami membuat kulit berbentuk labu dengan volume 170m3, tinggi 5 meter dan diameter 8 meter. Bentuk labu, seperti itu paling optimal mendistribusikan tekanan di dalam shell. Kami tidak memerlukan kapasitas pengangkatan berat dan ketinggian dari penerbangan pertama, tugasnya adalah untuk mendapatkan informasi tentang saat mencapai daya apung netral dan pergeseran perangkat untuk lebih meningkatkan durasi penerbangan dan volume cangkang (Zero-Pressure terbang dari 2 hingga 55 hari).
Model Delapan Labu Shell Segmen
Bagian teknis
Tugas balon stratosfer dibagi menjadi dua tahap:
- Langkah pertama (dapat dikembalikan) - platform modular dengan parasut
- Tahap kedua (melayang) - Shell Zero-Pressure dengan radiosonde
Platform modular dengan tablet penerima telemetri
Tahap pertama, platform modular
Platform tahap pertama adalah bingkai aluminium, yang, selain fungsi utamanya (memperbaiki modul), adalah bagian dari sistem antena dan radiator untuk pemancar video 1.2GHz Lawmate dan 433MHz penguat modem LoRa dengan daya 1 dan 2 watt.
Ini memiliki saluran komunikasi berikut:
- LoRa 433MHz, transmisi telemetri
- Lawmate 1.2GHz, streaming video dengan OSD
- Informasi Lokasi GlobalStar
- GSM, telemetri
- 433 / 868MHz suar pencarian, cari perangkat di area pendaratan menurut level sinyal
Pengontrol penerbangan yang mengumpulkan dan mengontrol relai daya dan transistor didasarkan pada AtMega2560. Untuk membantu pengendali penerbangan, modem LoRa-GSM dibuat pada AtMega328p, yang mengumpulkan telemetri dari PC dan mentransfernya ke darat.
Video direkam pada 2 GoPro Hero 4 Black berpelindung dengan tampilan cakrawala dan Yi 2k dengan tampilan shell gas.
Sumber daya adalah 2 baterai NiMH 12v 4500mah dan LiPo 11.1v 2000mah.
Tahap kedua, radiosonde
Radiosonde tahap kedua melakukan fungsi yang sangat penting - undocking of the stage. Tanpa undocking, payload akan terbang ke China, Mongolia atau Korea Utara, yang tentu saja tidak kita butuhkan.
Untuk menyelesaikan tugas ini, radiosonde menentukan saat pencapaian daya apung netral (melayang), setelah itu menunggu 30 menit dan membuat undocking.
Selain tugas ini, jika Anda beruntung dengan jangkauan seluler, radio probe berkomunikasi melalui GSM dan mentransmisikan data yang direkam dalam memori dalam bentuk jalur penerbangan, profil perubahan suhu, dan pengisian daya baterai.
Sumber dayanya adalah baterai LiPo 11.1v dengan kapasitas 3800mah.
Muatan
Karena ini adalah ujian, kami tidak dapat meluncurkan muatan komersial, tetapi juga salah jika meninggalkan peluncuran tanpa muatan. Program peluncuran ADA oleh Kementerian Pertahanan Rusia berakhir pada 2013, dan sejak itu itu adalah satu-satunya klien di ADS di DKBA, sejak saat itu tidak ada peluncuran ADA di Rusia dan CIS. Tugas kami, meskipun tidak langsung, adalah untuk menarik perhatian pada ADA. Melalui survei di salah satu komunitas ruang jaringan sosial "Vkontakte" kami menentukan muatan yang diinginkan, itu menjadi ketujuh dengan Rogozin.
Rogozin sebagai payload tahap pertama
Luncurkan
4 hari sebelum peluncuran, kami mengajukan rencana penerbangan ke Badan Transportasi Udara Federal, setelah itu pada 2 Juni kami menerima izin pada pukul 06:00 pagi (izin diberikan pada hari peluncuran).
Persiapan peluncuran dimulai dari tempat penyisiran shell dan pemasangan stasiun relay di atap, kasing dengan peralatan penerima di tanah.
Mengisi cangkang gas stratostat
Stasiun Relay (LoRa, Lawmate)
Kasing dengan peralatan penerima
Butuh hampir empat silinder helium 60 liter untuk mengisi cangkang, yang memberikan daya angkat cangkang 13 kilogram, yang cukup untuk meluncurkan 9 kilogram kargo dengan kecepatan pengangkatan 2,5 m / s.
Pengisian bahan bakar helium
Setelah mengisi cangkang, kami memulai peluncuran peralatan dan langkah perakitan peralatan, mengumpulkan langkah pertama dan kedua dari balon stratosfer. Ketinggian cangkang pada awalnya adalah 10 meter, tinggi total alat adalah 20 meter.
Stratostat 10 detik sebelum peluncuran
Cuaca tenang yang baik (dengan pengecualian hujan ringan) memungkinkan stratostat diluncurkan hampir tanpa hambatan.
Balon stratosfir naik dengan kecepatan 2,5 m / s, setelah 1 jam 10 menit balon meledak helium berlebih melayang 40 menit, setelah itu membatalkan tahap pertama. Tahap pertama memulai pendaratan parasut dengan kecepatan 4-5m / s (yang memakan waktu 45 menit), di mana saat tahap kedua terus mendaki, kemudian melayang di ketinggian 18-20km selama 10 jam dan mulai penurunan yang cepat karena matahari terbenam .
Infografis dari penerbangan stratostat
Profil ketinggian tahap pertama
Meskipun cuaca mendung, LoRa menunjukkan dirinya dengan sangat baik dengan mengirimkan data pada jarak 120 kilometer. Siaran video pada peralatan Lawmate 1.2 GHz tersedia pada jarak hingga 60 kilometer, yang juga bagus dalam cuaca seperti ini. Mercusuar Globalstar bekerja dengan stabil, mentransmisikan informasi lokasi setiap 2,5 menit.
Video Peluncuran Mesin
Tahap kedua agak sial dengan jangkauan seluler, selama penerbangannya, ia menerima lima koneksi GSM. Informasi diperoleh tentang mengatasi ketinggian 18 kilometer dan mendarat 16 jam setelah peluncuran.
Langkah pertama mendarat
Secara umum, misi itu sukses. Industri balon stratosfer otomatis di Rusia memulai kebangkitannya melalui upaya pribadi. Secara bertahap, durasi penerbangan akan meningkat, satu setengah hingga dua minggu di aliran jet stratosfer sudah cukup untuk terbang di sekitar planet ini.
Penerbangan 2-3 hari direncanakan dengan menguji AirMax, saluran komunikasi iridium. Kami akan menguji stratostat sebagai sarana untuk mengatur jaringan WISP dengan jangkauan lebih dari 150 kilometer (kami akan memeriksa model Loon dan AirBus proyek).