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mis à jour le 02.08.2011    carte du site    E-mail

Vol stratosphérique 2004 pour effectuer des mesures de température

Les derniers lâchers d’un ballon solaire avec télémétrie datent de 1997. Pour essayer de quantifié un peu mieux et pouvoir modéliser le phénomène des ballons solaires, il nous a semblé utile de refaire un vol en mesurant la température en différents points du ballon.

Un lâcher de ballon solaire a été réalisé le dimanche 24 octobre à Saint Aignan (41). Cet événement était associé à une rencontre nationale de constructeurs amateurs de montgolfières à air chaud.

 

Objectifs :

mesurer différentes températures (extérieure, intérieure, en surface, etc.),
mesurer l'altitude.
Voir les "Objectifs et grandes lignes" du projet (écrit par Emmanuel Laurent le 1er Septembre 2004).

Ci-dessous le "Synoptique du ballon et de la chaîne de vol".

synoptique ballon

 

2 personnes et un groupe de radioamateurs de l'AMSAT ont travaillé sur ce projet. C'est un parfait exemple de collaboration depuis plusieurs endroits grâce aux moyens de communication comme la messagerie électronique (plus d'une centaine de mails échangés !).

Emmanuel LAURENT à Grenoble (Isère) pour la partie "Acquisition des données - Conversion des données".

Emmanuel est à l'origine de ce projet et la réalisation des cartes électroniques n'a pas été simple. Les données transitent par un bus RS485. Un Pic fait la gestion de ces données pour les retransmettre vers la carte COTT.
 

synoptique carte électronique

 

Groupe AMSAT en région parisienne :
Gérard AUVRAY pour la partie "Transmissions - Boîtier de la charge utile - Suivi du ballon en vol".

La retransmission des télémétries s'est faite sur 144.650 MHz.
Puissance 150 mW. Télémétries en APRS avec positionnement par GPS grâce à la nouvelle carte COTT en cours de conception par l’AMSAT France.

+ Christophe MERCIER pour le télémesure.

La COTT (Cousin of Tinitrak) est une carte qui a été extrapolée de la carte Tinitrak. Elle reçoit une trame au format NMEA et la convertit au format APRS pouvant être visualisé par un certain nombre de programmes comme UI-view. Le Pic 16F84 est remplacé par un 16F877 et permet la transmission toutes les 11 secondes de 8 télémétries analogiques avec une résolution de 10 bits.

+ Alain VERBRUGGE pour le suivi du ballon en voiture et récupération.

+ Nombreux radioamateurs en France qui ont donné des indications durant le vol du ballon.

Pour toute question concernant l’activité radioamateur, merci de contacter Gérard Auvray (F6FAO@amsat.org ou gerard.auvray@alcatel.fr).

 

Laurent BESSET à Die (Drôme) pour la partie "Réalisation du ballon solaire, mise en oeuvre - Projet de simulateur du vol stratosphérique d'un ballon solaire".

L'enveloppe de 124 m3 - 6,1 m de diamètre - 8 fuseaux n'a pas posé de problèmes de réalisation. Elle a été simplement conçue avec plus de soins et avec des adhésifs plus solides (3M Scotch Tape 351).
La mise au point du système de retournement du ballon une fois l'altitude de plafond atteinte n'a pas posé de problème. Principe : la charge est reliée par une cordelette de 3 mm au sommet du ballon et par une cordelette plus fine à la bouche inférieure. Au moment prévu, une résistance chauffante provoque la fusion de la cordelette reliant la charge à la bouche et le ballon se retourne. L'air chaud intérieur s'évacue par la bouche, le ballon se dégonfle et commence sa descente.

 

Lieu de lâcher :

Il était nécessaire de faire un lâcher au milieu de la France, pour éviter que le ballon aille se perdre en mer ou qu'il passe les frontières. En effet, le ballon peut faire pas mal de kilomètres si le vent moyen est de 50 à 100 km/h...

 

La charge utile :

TX 144 : 60 g - Consommation moyenne TX : 60 mA
COTT : 100 g - Consommation moyenne COTT : 20 mA
GPS + batterie back up : 58 g
Carte TLM interne : 170 g - Consommation moyenne TLM + GPS : 300 mA
Antenne GPS : 100 g
Antenne 144 : 40 g
2 chaînes de capteurs température : 2 x 90 g
carte sonde température : 2 x 30 gr
câble RS485 : 100 gr
boite : 250 g
système de largage (relais, ...) + pile 9 V : ?
Piles : 600 g (12 piles LR14)
Divers : 200 g
Total : 1,7 kg de nacelle + 400 gr de capteurs
La boite : dimensions internes 200 x 300 mm

 

Station au sol :

1 antenne 144 MHz 9 éléments
1 RX 144 MHz
1 TNC

Batteries
3 PC en // sur la RS 232 (seul le Rx est câblé), 1 qui traite les TLM et 1 autre qui fait la trajectographie.

Ce qui marche bien c'est l'internet, dans une opération comme celle ci, car il y a toujours un radioamateur à sa station qui diffuse la position par mail.

 

Déroulement de l'essai :

Les derniers développements du soft se sont terminés quelques heures avant de partir à Saint Aignan grâce à l'aide de Christophe Mercier de l'AMSAT.
Le samedi en fin d'après midi, nous nous sommes retrouvés à Saint Aignan pour faire l'intégration finale et la mise en place des capteurs de température dans l'enveloppe. Cela s'est passé assez rapidement, mais sans tests très poussés. A minuit, tout était prêt.

préparatifs pour vol stratosphérique    préparatifs pour vol stratosphérique    préparatifs pour vol stratosphérique    préparatifs pour vol stratosphérique

Dimanche matin, rendez-vous sur le site à 8 h. Sur le terrain 6 montgolfières sont en cours de gonflage pour un petit vol matinal. Les pilotes ont écourté leur vol pour pouvoir assister au lâcher du ballon solaire.
Jean-Paul DOMEN, qui dans les années 90 a fait voler beaucoup de ballons solaires, est présent et participe à l'essai.

montgolfières    montgolfières

A 9 h le soleil commence à apparaître au-dessus de la colline, mais un petit voile nuageux l'empêche de donner toute sa puissance.

ballon avec télémesure    ballon avec télémesure

A 10 h 30, enfin le ballon est chaud et décolle tout doucement. Il va rester à quelques mètres au-dessus de nous et plusieurs fois, nous avons cru qu'il allait redescendre. Finalement le soleil en montant sur l'horizon a eu raison des nuages et le ballon est parti pour d'autres cieux...

ballon avec télémesure  ballon avec télémesure  ballon avec télémesure

Pendant les premières 45 mn toutes les données ont été reçues ou transmises par les radioamateurs. Mais au bout d'une heure la transmission des données du GPS et capteurs de températures a cessé. Seules les TLM internes qui n'étaient pas exploitées continuaient d'être transmises.
 

graphique des températures

 
La panne se situe au niveau de la carte de gestion GPS/Température du ballon ou du convertisseur DC/DC qui alimente cette carte. Malheureusement le système de séparation était aussi contrôlé par cette carte...
Effectivement à 13 h 30, heure prévue de retournement du ballon, il ne s'est rien passé et le ballon a continué son petit bonhomme de chemin. Sachant qu'à partir de 5000 m les vents sont de l'ordre de 100 km/h, il a donc parcouru quelques km avant de redescendre naturellement en fin de soirée.

Aux dernières nouvelles, le ballon serait retombé du coté du Luxembourg.

Merci aux radioamateurs qui ont permis de suivre sa trajectoire.

 

Pour plus d'informations sur l'aspect radioamateurs, voir les pages suivantes :
Page d'Alain Verbrugge-F6AGV

 

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