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Gute Reise „uTrak“! Heliumballon von Studenten der EAH Jena soll die Erde umrunden

28.10.2015

Ist es möglich, mit einem Heliumballon die Erde zu umrunden? Mit dieser Frage hat sich ein Studententeam aus dem Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Ernst-Abbe-Hochschule (EAH) Jena beschäftigt. Dabei wollen nicht die Studenten selbst im Ballon fahren, sondern eine eigens dafür entwickelte Elektroniknutzlast hat die Reise zu Beginn dieses Monats angetreten.

Für die Vorbereitung eines erfolgreichen Fluges waren gleich mehrere Aufgaben zu lösen: Damit ein Ballon lange Zeit in der Luft verbringen kann, muss er auf einer konstanten Höhe schweben.


Start des Ballons

Fotos: S. Haas


Nutzlast uTrak

Dies wird dadurch erzielt, dass zunächst nur ein geringer Überdruck im Ballon erzeugt wird. Ist dieser Überdruck zu hoch, besteht die Gefahr, dass der Ballon platzt. Es sind somit sowohl Fingerspitzengefühl als auch Erfahrung nötig, um die richtigen Werte zu erzielen.

Um den Ballon zum Schweben zu bringen, brauchte das Team – Stefan Biereigel, Severin Haas und Sebastian Weiß – mehrere Versuche, bei denen das physikalische Wissen jedes Einzelnen schwer auf die Probe gestellt wurde.

Schon wenige Minuten nach dem Start ist ein ca. 80 cm großer Folienballon mit bloßem Auge kaum mehr zu sehen. Um die Verfolgbarkeit zu gewährleisten, entwickelte das Team einen sogenannten „Ballon-Tracker“. Damit ist es möglich, den Ballon über lange Zeit zu verfolgen. Die Teammitglieder sind Funkamateure, kennen sich also bestens mit Funkübertragungen aus.

Sie entwickelten für diesen Zweck eine Nutzlast, welche die Ballonposition per GPS empfängt und per Funk wieder aussendet. Die Daten enthalten nicht nur die Position, sondern auch Höhe, Temperatur und Batteriespannung.

Für die Studenten ist es sehr spannend, die Abhängigkeiten der verschiedenen Messwerte in unterschiedlichen Höhen und zu unterschiedliche Tageszeiten zu analysieren, um die physikalischen Vorgänge zu verstehen.

Am 3. Oktober startete das Team seinen 12. Pico-Ballon. Die im Vergleich zum Ballon winzige Nutzlast kam diesmal in einer verbesserten Version zum Einsatz: Es ist nun möglich, dass ein weltweites Netz von automatischen Funkstationen die Daten des Ballons empfangen kann. Die Herausforderung bei der Entwicklung der angesprochenen Nutzlast bestand darin, sie auf das Wesentliche zu reduzieren und durch extrem niedrigen Stromverbrauch eine lange Laufzeit zu gewährleisten.

Die Nutzlast trägt den Namen „uTrak“, kurz für Micro-Tracker. Mit Maßen von 1,5 x 4,5 cm ist „uTrak“ kaum größer als ein USB-Stick und wiegt nur 2g. Im Vergleich dazu bringt die benötigte Energieversorgung, eine handelsübliche AA-Batterie, 20g auf die Waage. Mit ihr ist eine Laufzeit von mehr als 70 Stunden möglich.

Drei Tage lang konnte der Ballon bisher verfolgt werden. "Vor einem Start weiß man nie genau, wohin es den Ballon trägt", so Sebastian Weiß und fügt hinzu: „Die letzte exakt ermittelte Position war nördlich von Minsk und das letzte Lebenszeichen wurde ca. 860 km südöstlich von Moskau empfangen.“

Eine beeindruckende Reise. Dies ist dennoch nicht das maximal Mögliche, da sind sich die Studenten einig: "In einem vorherigen Versuch schaffte es ein Ballon schon bis hinter Nowosibirsk in Sibirien", erzählt Stefan Biereigel. Durch stetige Weiterentwicklung wollen die Drei ihrem Ziel der Weltumrundung immer näher kommen. Severin Haas hat bereits die nächste Entwicklung von „uTrak“ vor Augen: "Wir bauen gerade Solarzellen an die Nutzlast, damit wir unabhängig von der Batterie werden".

Für alle Interessierten: http://www.loetlabor-jena.de

Sebastian Weiß / sn

Weitere Informationen:

http://www.eah-jena.de
http://www.loetlabor-jena.de

Sigrid Neef | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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