Úvodní strana  >  Články  >  Kosmonautika  >  Expedice Mars v oblakoch

Expedice Mars v oblakoch

Obr. 1: Štart stratosférického balóna EM2017 na letisku v Malých Bieliciach.
Autor: SOSA

Štart stratosférického balóna EM2017 prebehol 21.10. 2017 o 5h10m02s UT na letisku v Malých Bieliciach (SK). Počas letu dosiahol najvyššiu nadmorskú výšku 33 662 m n. m. Gondoly dopadli o 7h17m19s UT v blízkosti mesta Bátonyterenye (HUN). Balón celkovo vyniesol tri gondoly: JULO - PISKA, LORA TRX a Expedice Mars 2017. Na palube bola umiestnená GoPro kamera, experimenty získavali dáta informujúce o telemetrii letu (PISKA), vykonávali aerologické merania, určovali zmenu dopadajúceho kozmického žiarenia, skúmali správanie mikroorganizmov v extrémnych podmienkach (Expedice Mars 2017), ďalej bol na palube umiestnený tracker, ktorý ponúka aj možnosť vysielania snímok z palubnej kamery (LORA TRX).

Priebeh letu

Obr. 2: 3D priebeh letu stratosférického balóna EM2017. Autor: Jakub Koukal
Obr. 2: 3D priebeh letu stratosférického balóna EM2017.
Autor: Jakub Koukal
Štart stratosférického balóna nastal 21.10. 2017 v čase 5h10m02s UT. Prebehol na letisku v Malých Bieliciach - Partizánske (SK, N48,62263º E18,33609º). Balón praskol nad obcou Zombor (SK) na súradniciach N48,13193º E19,44562º o 6h42m45s UT. V tomto čase zároveň dosiahol svoju najvyššiu nadmorskú výšku 33 662 m n. m. Balónom vynesené gondoly ďalej pokračovali v lete do 7h17m19s UT, kedy dopadli na súradniciach N47,93238º E19,82160º v blízkosti mesta Bátonyterenye (HUN).

Obr. 3: 2D výškový/časový priebeh letu stratosférického balóna EM2017. Autor: Jakub Koukal
Obr. 3: 2D výškový/časový priebeh letu stratosférického balóna EM2017.
Autor: Jakub Koukal
Nosným prvkom celej zostavy bol meteorologický balón Hwoyee plnený héliom s hmotnosťou 1600 g a ťahom 6 kg. Priemer balóna na zemi je ~ 2 m (QNH cca 1000 hPa), pred prasknutím ~ 10 m (QNH cca 5 hPa) a jeho celkový objem je 6 m3. Brzdenie úžitkového zaťaženia po prasknutí balónu je zaistené padákom s priemerom ~ 80 cm. Jeho brzdný účinok sa začína prejavovať zhruba od výšky 10 km nad povrchom Zeme. Dopadová rýchlosť gondolí je potom približne 20 km/h. V prípade letu stratosférického balóna EM2017 dňa 21.10.2017 bola priemerná rýchlosť stúpania 6,017 m/s, priemerná rýchlosť klesania po prasknutí balónu -15,968 m/s a dopadová rýchlosť bola 5,727 m/s (20,619 km/h).

Experimenty na palube letu

JULO - PISKA (Pi in the sky)

Obr. 4: Pohľad na vnútorné usporiadanie gondoly JULO - PISKA. Autor: SOSA
Obr. 4: Pohľad na vnútorné usporiadanie gondoly JULO - PISKA.
Autor: SOSA
Základom celého modulu je mini PC Raspberry Pi 1 (model A), telemetrický modul vysiela na frekvencii 434,250 Mhz v digimóde RTTY (Radio TeleType, dvojkanálová frekvenčne modulovaná telegrafia). Dvojkanálová frekvenčne modulovaná telegrafia patrí medzi najstarší a doposiaľ najrozšírenejší digitálny druh prevádzky na amatérských pásmach. V gondole sú ďalej umiestnené dva senzory na meranie vnútornej teploty, barometrický senzor BMP 180 pre meranie atmosférického tlaku. Záznam letu v podobe videa zabezpečuje GoPro kamera s HD rozlíšením 720p (1280x720 px, 25 sn/s), video je komprimované v štandarde MPEG-4 AVC (H.264). Súčasťou GoPro kamery je externý batériový zdroj (Baterry BacPac). Hlavným experimentom je ADS-B receiver (Automatic Dependent Surveillance - Broadcast), ktorý prijíma ADS-B signály z lietadiel za účelom ďalšieho spracovania. Systém ADS-B pracuje na kmitočte 1090 MHz, pre príjem signálu je nutné mať priamu viditeľnosť na zdroj vysielania, teda na lietadlo. ADS-B využíva informácie o polohe z GPS, vďaka tomu je možné presne určiť pozíciu lietadla vzhľadom k akémukoľvek miestu na Zemi. Ostatné informácie, ako teploty, počasie, apod., sú získavané z palubných počítačov.

Provozovateľ (spracoval): SOSA (Jakub Kapuš)

LORA TRX

Obr. 5: Pohľad na vnútorné usporiadanie gondoly LORA TRX. Autor: SOSA
Obr. 5: Pohľad na vnútorné usporiadanie gondoly LORA TRX.
Autor: SOSA
Ľahký a cenovo dostupný tracker pracujúci v pásme 868 MHz v sieti LoRa (Long Range). Základ trackeru tvorí mini PC Raspberry Pi Zero W, na ktorom beží software pre projekt “Pi in the sky”. K samotnému mini PC Raspberry je pripojený externý plošný spoj, ktorý pozostáva z LoRa modulu pre modulovanie a vysielanie signálu s telemetriou, GPS modulu Ublox MAX-M8Q pre spracovanie signálov z družíc systému GPS, a teda získavaniu samotnej GPS polohy a času a anténu pre príjem GPS systému (1575MHz). Tracker ponúka aj možnosť vysielania snímok z palubnej kamery v podobe SSDV packetov, obojstrannú komunikáciu a pripojenie rôznych senzorov, napr. pre PTU hodnoty.

Provozovateľ (spracoval): EMPASA (Samuel Toman)

Expedice Mars 2017

Obr. 6: Pohľad na vnútorné usporiadanie gondoly EM2017. Autor: SOSA
Obr. 6: Pohľad na vnútorné usporiadanie gondoly EM2017.
Autor: SOSA
Sonda meriaca základné atmosférické veličiny postavená na platforme Arduino. Hlavným riadiacim prvkom je Arduino Mega 2560, ktoré obsluhuje všetky senzory a taktiež sa stará o ukladanie dát. Senzory sú spoločne s podpornou elektronikou pripojené k plošnému spoju slúžiacemu ako shield k Arduinu. Celý systém umožňuje merať teplotu a tlak pomocou senzoru DHT 22, tlak pomocou senzoru BMP 180, ďalej je tiež schopný detekovať koncentráciu pevných častíc, v našom prípade ľadových kryštálikov v oblakoch typu cirrus a ďalších pomocou optického senzoru Sharp GP2Y1010AU0F, detekuje kozmické žiarenie behom letu pomocou sústavy dvoch nad sebou umiestnených Geiger-Müllerových trubíc a tiež meria účinnosť solárnych článkov v závislosti na výške, pričom sú tu umiestnené 3 fotovoltaické články, dva na stranách pre zistenie strany osvetlenej slnečnými lúčmi a jeden vnútri ako referenčný kvôli možnej závislosti účinnosti na teplote. Všetky tieto dáta sú ukladané na SD kartu.

Provozovateľ (spracoval): Expedice Mars (Jakub Janoušek)

Celkom bolo vyslaných päť mikroorganizmov, traja zástupci kvasinek a dvaja zástupci baktérií. Z bakteriálnych zástupcov bola použitá baktéria Cupriavidus necator H16 produkujúca polyhydroxybutyrát (PHB). Ďalej bol použitý jej mutantný kmeň Cupriavidus necator H16/PHB-4, ktorý nie je schopný akumulácie polyhydroxybutyrátu. Z kvasiniek boli testované karotogénne kvasinky Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium capitatum a zástupca rodu Metschnikowia. Množstvo živých buniek vo všetkých vzorkách bolo po skončení testu stanovené metódou počítania kolónií na pevných kultivačných médiách (CFU = colony forming units). Nepriaznivé podmienky zvládli lepšie kvasinky. Pri všetkých testovaných kmeňoch karotogénnych kvasiniek boli po skončení testu detekované aj živé bunky (106-105 buniek/ml). Nejlepšie prežíval zástupca rodu Metschnikowia, ďalej kmeň Cystofilobasidium capitatum a následne kmeň Rhodotorula glutinis, pri ktorom bolo z testovaných kvasiniek stanovené najnižšie množstvo viabilných buniek. Rozdiely v množstve živých buniek však medzi kvasinkovými kmeňmi neboli príliš výrazné. Pri baktériách bol, naopak, pozorovaný výrazný rozdiel medzi testovanými kmeňmi. Pri mutantnom kmeni Cupriavidus necator H16/PHB-4 neprodukujúceho PHB neboli detekované po skončení testu takmer žiadne živé bunky, naopak pri kmeni produkujúcom PHB Cupriavidus necator H16 bolo stanovených približne 104 viabilných buniek v ml testovanej vzorky.

Provozovateľ (spracovali): Expedice Mars (Klaudia Kvaková, Ivana Márová, Petra Matoušková)

Poďakovanie

Let stratosférického balóna EM2017 sa mohol uskutočniť vďaka finančnej podpore Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR a Fakulty elektrotechniky a informatiky STU, vďaka finančnej a technickej podpore Slovenskej organizácie pre vesmírne aktivity (SOSA). Vďaka patrí aj Ústavu chemie potravin a biotechnologií FCH VUT v Brně za poskytnutie priestorov a za odborné konzultácie, Hvezdárni v Partizánskom za poskytnutie zázemia a priestorov a všetkým dobrovoľníkom podieľajúcim sa na projekte.

Autori

Beáta Plaskurová (Expedice Mars)
Jakub Koukal (Hvězdárna Valašské Meziříčí)

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Expedice Mars (EM)
[2] Slovenská organizácia pre vesmírne aktivity (SOSA)



O autorovi

Štítky: Expedice Mars, SOSA, Stratosférický balón


8. vesmírný týden 2018

8. vesmírný týden 2018

Přehled událostí na obloze od 19. 2. do 25. 2. 2018. Měsíc bude v první čtvrti. Čeká nás další zákryt Aldebaranu. Večer je nad jihozápadem Uran, na večerní oblohu se vrací Venuše. Nad ránem je vidět Jupiter a Mars, vylézá i Saturn. Z objektů noční oblohy doporučíme hvězdu Sirius s jejím trpasličím průvodcem. Očekáváme tři starty raket. Nejprve odložený Falcon 9 z Kalifornie, pak japonskou H-IIA a potom zřejmě ještě druhý Falcon 9 z Floridy. Před 50 lety byl oznámen objev pulsarů.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

M17 (HST paleta)

Titul Česká astrofotografie měsíce za leden 2018 obdržel snímek „M 17“, jehož autorem je Michal Bouček     Název vítězného snímku lednového kola soutěže Česká astrofotografie měsíce je pro astronomicky nezasvěcené čtenáře možná poněkud záhadný. Již pouhé jeho vyťukání na

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Planetka (775) Lumiere

Snímek planetky (775) Lumiere. Rozměry obrázku jsou 10 x 10 obloukových minut, sever je nahoře, východ vlevo. Planetka 15.5mag byla zachycena na snímcích komety C/2016 R2 (PANSTARRS).

Další informace »