En smart måde at genoprette vejrballon radiosondes

De meteorologiske sensorer, der føres ind i den øvre atmosfære af vejrballoner, går ofte tabt, når de vender tilbage til jorden. Som en del af deres bachelorprojekt, fem EPFL -studerende arbejdede på et system til at gendanne dette udstyr.

Snesevis af ballonbårne radiosondes frigives hver dag i atmosfæren. De måler temperatur, atmosfærisk tryk, fugtighed og vindretning i forskellige højder, før det til sidst falder tilbage til jorden. I de fleste tilfælde, dette højteknologiske udstyr genvindes aldrig. Men en gruppe på fem EPFL -studerende, studerer enten miljøvidenskab eller fysik, kunne ændre alt det. Til deres bachelorprojekt, de udviklede et system, der kan hjælpe med at guide radiosondens bane, når den falder til jorden, så den kan findes og genbruges. Gennem en enkelt testflyvning fra taget af en campusbygning, de beviste gennemførligheden af ​​deres koncept.

Radiosondes bæres op af gigantiske heliumfyldte vejrballoner, der udvider sig, når de stiger gennem luften-i nogle tilfælde til en højde på 30 kilometer-indtil de til sidst dukker op. En lille faldskærm, der er fastgjort til udstyret ombord, åbnes automatisk, når den maksimale højde er nået, forhindrer radiosonderne i at forårsage skade, når de berører.

Elevernes fokuserede deres opmærksomhed på faldskærmsudgivelsen. "Vores system styrer faldets falds overflade, lede radiosonden mod luftstrømme, der leder den til et tilgængeligt landingssted, "siger Hugo Cruz, en studerende i miljøvidenskab og teknik. Hans klassekammerat Lorenzo Donadio tilføjer:"Det vigtigste er at sikre, at radiosonden ikke ender på siden af ​​et bjerg, på bunden af ​​en sø eller i noget ingenmandsland. "

Deres faldskærmssystem er fuldt automatiseret og drives af computerkode, som eleverne selv skrev. Det udløses, så snart radiosonden begynder at falde:en lille motor slipper faldskærmssnorene ud og ruller dem tilbage for at kontrollere hastigheden ved nedstigning. Radiosonde kan således navigeres til en luftstrøm, der fører den i den ønskede retning. Systemet bruger opdaterede vejrdata sammen med GPS-koordinater, der opdateres hvert 30. sekund i forhold til et referencepunkt. En sporingsenhed bruges til at finde ud af, hvor radiosonde lander.

Så let som muligt

Elevernes opfindelse, mens det er praktisk og smart, stod over for nogle forhindringer. Til at begynde med, deres faldskærmssystem skulle kunne modstå al ​​slags vejr, herunder ekstrem hård vind. Det skulle også være så let som muligt, så radiosonden let kunne omdirigeres under frit fald. Dette begrænsede alvorligt de instrumenter og materialer, de kunne bruge. "Vi skulle også mestre en række begreber, som vi aldrig havde studeret før, især inden for datalogi og fysik, "siger Julie Reznicek, en miljøingeniørstuderende.

De foretog en enkelt prøvekørsel af deres system i foråret, flyver deres vejrballon til en højde på omkring 10, 000 meter over Genevesøen som planlagt. Udstyret blev derefter genvundet på en mark i Epalinges, lige nord for Lausanne. Mens mekanismen, der bruges til at frigøre og trække ledningerne, fungerede godt, eleverne bemærkede, at mikrokontrolleren manglede den strøm, den havde brug for til at registrere alle data. Nogle af eleverne vil fortsætte med at forfine enheden til sommer, og en anden testflyvning med en større ballon og mere pålideligt udstyr er planlagt til september. Der er ingen tvivl om, at disse studerende har sat deres seværdigheder højt.