Sputnik 2, die Fortsetzung eines wissenschaftlichen Abenteuers
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| Abb.1 Bestandteile von Sputnik 2 | . |
Am 24.4 2015 um 13.00UTC (15.00 MESZ)
startete Sputnik 2 pünktlich in den strahlend blauen Dessauer
Frühlingshimmel. Die Bedingungen waren mehr als günstig, 22°C
Außentemperatur, leichter Wind, hervorragende Fernsicht und ein
ruhiger Schulhofplatz.
Die Nutzlast wurde zuvor in achtwöchiger
Fleißarbeit entwickelt und zusammengebaut. Die Konzeption sah den
Einsatz einer Mikrocontrollerplattform vor (Arduino Mini Pro) in
Verbindung mit einem Digitalsensor BP180 von Bosch zur Ermittlung von
Luftdruck, Innentemperatur und daraus berechneter Flughöhe, sowie
einem Analogaußentemperatursensor vom Typ LM335. In den AG-Stunden
haben wir uns
intensiv mit Problemen des I2C-Busses, der
Analog/Digitalwandlung und der Telemetrie mittels Morsetelegraphie
auseinandergesetzt. Als Sender kam ein verbesserter 433 Mhz ISM
Sender vom Typ RF Link 434 (Quelle:Watterott) zum Einsatz, der
deutlich sicherer arbeitete.
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| Abb.2 Sputnik 2 bereit zum Start |
Die daraus entwickelte 11 Gramm
Nutzlast mit Eigenbaufallschirm erfüllte gestern die Schülerinnen
und Schüler mit Stolz, entsprechend aufgeregt waren alle vor dem
Start. Wird der Ballon zügig aus dem bebauten Gebiet unseres
Schulstandortes aufsteigen? Ist die Nutzlast auch richtig befestigt.
Sind die elektrischen Komponenten ordentlich verlötet? Schwingt der
Sender auch bei tiefen Temperaturen sicher an?
Zum Gelingen
dieser zweiten Mission wurde auch einiges getan. Zunächst
unterstützte uns Andreas (DG0HAB) mit Antennentechnik, Funkgerät
und tatkräftiger Hilfe vor Ort. Steffen (DO2AS), Sören (DL2HQS),
Günther (DG3HWO) und Dietmar (DL4HWO) besetzten die Satellitenanlage
an unserer Clubstation und übernahmen die Außenstelle "Mission
Control 2" in Wolfen. Alle Stationen waren nicht nur mit
Empfangstechnik, drehbaren Satellitenantennen ausgestattet, die
Signale konnten sogar aufgezeichnet werden.
Ein weiteres Ereignis
machte den Start spannend, die Schülerinnen und Schüler der 12.
Klassen hatten ihren letzten regulären Schultag, so fehlten die in
der AG erfahrenen teils langjährigen AG-Mitglieder der 12. Klasse
Stefan, Tom, Tim, Alex, Anna und Vinzenz. Den jüngeren Schülern
wurde das bei den Startvorbereitungen bewusst, Daniel brachte dann
vor dem Start und beim befestigen der Nutzlast den "entscheidenden
Spruch": "Es kann doch eigentlich nichts schief gehen, nur
acht Wochen Vorbereitungsarbeit!"! (;-))
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| Abb. 3 Befüllen des Ballons |
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| Abb.4 Start von Sputnik 2 |
Bis zirka 15.46 Uhr konnten wir
den Ballon vom Schulhof aus sicher verfolgen und decodieren. Das
letzte Signal empfingen wir 15.49 Uhr bei -22.5°C Außentemperatur,
9.1°C Innentemperatur, 409 hPa Druck und einer Flughöhe von 7000
Metern! Das war die Grenze des Möglichen bei der Verfolgung der
Nutzlast mit handnachgeführten Antennen vom Schulhof. Jetzt lagen
unsere Erwartungen bei Mission Control 2, der Satellitenstation mit
Crew in Wolfen. So gelang die Verfolgung dort fast 2,5 Stunden, das
letzte Signal riss 17.20 Uhr MESZ ab.
Erfreulicherweise
erhielten wir auch Unterstützung aus Thüringen. Peter (DJ2AX) aus
Tautenhain und Winfried (DL2AWT) aus Gera konnten die Sputniksignale
mit einfachster Technik empfangen und decodieren. Beiden
Funkamateuren möchte ich recht herzlich für die zugesandten
Empfangsprotokolle danken. Immerhin über 100 Kilometer Entfernung
überbrückten die Signale auf ihren Weg zu den beiden Stationen!
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| Abb. 5 Verfolgung der Signale |
Was bleibt nun nach dem erfolgreichen
Start der Mission. Wir wissen jetzt schon, dass unsere Nutzlast eine
Höhe von mehr als 16000!! Metern erreicht hat. Dabei waren die
Außentemperaturen nahezu -50°C, im inneren von Sputnik sank die
Temperatur auf bis zu -10°C.
Das ISM Band hat seine Grenzen,
stellenweise wurde Musik aus Kopfhörern und Wetterstationen
empfangen, ein Wechsel auf ein ruhigeres Amateurfunkband im Sommer
wird zusätzlichen Gewinn bringen. Auch sollten wir eine Antenne auf
das (Flach) Dach des Liborius-Gymnasiums bringen. Für die AG-Stunden
steht jetzt die Auswertung der Aufzeichnungen (2,5 Stunden
Audioaufnahme) und der mitgeschriebenen Protokolle von Peter und
Winfried an.
Ich möchte den kleinen Bericht mit
einem Dank beschließen.Danken möchte ich meinen Schülerinnen und
Schülern der AG Elektronik und Amateurfunk, die durch ihre
Begeisterung und ihren Wissensdurst diese Mission ermöglicht haben.
Danke Tom, für Deine jahrelange zuverlässige Arbeit in der AG.
Deine Nutzlast hat prima funktioniert, Du würdest einen super
Ingenieur abgeben, viel Erfolg beim Studium ;-) !
Danke an Andreas,Steffen, Sören,
Günter und Dietmar für eure Hilfe und Hamspirit, ohne euch würden
uns wichtige Daten für die Auswertung fehlen. Danke an Peter und
Winfried aus Thüringen, eure Protokolle werden am nächsten Freitag
sicher Erstaunen in den Reihen unserer AG hervorrufen.
Einen besonderen Dank auch an Herrn
Nitz im Landesverwaltungsamt der Oberen Luftfahrtbehörde in Halle
für die schnelle und unkomplizierte Bearbeitung und Genehmigung
unseres Vorhabens.
Die Ballonmission hat in allen
AG-Mitgliedern die Begeisterung, Aufregung und den Stolz
hervorgerufen, den auch die Wissenschaftler und Ingenieure unseres
Landes und der Welt empfinden, wenn Raumsonden fremde Himmelskörper
erobern oder aufwendige Teichenbeschleunigerexperimente erfolgreich
verlaufen. Ich denke, man kann auch mit geringen finanziellen Aufwand
solche Erfahrungen den jungen Menschen vermitteln und damit etwas für
den notwendigen naturwissenschaftlich technischen Nachwuchs tun!
Dessau, den 25.4.2015
Jens Home (DM4JH)
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| Abb. 6 Errechnete Steigrate der Nutzlast Sputnik 2 |
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| Abb. 6 Empfangene Höhen- Temperaturwerte |