Radioamatorstwo a misje stratosferyczne

W radioamatorstwie jedną z rzeczy jaką można się zajmować są szeroko pojęte misje balonowe. Składa się na nie wiele działań, od odbioru radiosond IMGW, kończąc na startach własnych misji.

Sondaże aerologiczne IMGW

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW) Prowadzi wiele działań służących modelowaniu meteorologicznemu. Jednym z takich działań są Sondaże aerologiczne, zwane również radiosondażem. Jego celem jest pomiar temperatury, wilgotności oraz ciśnienia na różnych wysokościach w atmosferze. Z tych danych można następnie stworzyć agramy termodynamiczne (tzw. Skew-T). Na ich podstawie można już prowadzić analizę panujących warunków atmosferycznych, prądów powietrznych i przygotowywać m.in. prognozy pogody.

Czym są radiosondy?

Do takiego sondowania wykorzystuje się tzw. radiosondy, czyli urządzenia, które posiadają czujniki zdolne odczytywać potrzebne parametry, są zasilane bateryjne a zebrane dane wysyłają drogą radiową. Takie sondy umieszcza się pod balonami stratosferycznymi, zrobionymi z latexu i gumy. Takie balony wypełnia się zazwyczaj wodorem i podczepia do nich radiosonde. Całość wznosi się aż do stratosfery na około 30-40km. Tam przez różnice ciśnień balon pęka, a radiosonda spada powtórnie na ziemię. Przez wiatry ląduje jednak daleko od miejsca startu, często nawet setki kilometrów.

Poszukiwanie radiosond

Taka sonda po pęknięciu balonu nie jest już obiektem zainteresowania IMGW, jej misja jest już zakończona a samo użądzenie uznane za elektrośmieć. W tym momencie wkraczają jednak radioamatorzy. Protokół radiosondy nie jest w żaden sposób szyfrowany i został rozpracowany, powstało wiele programów zdolnych odkodowywać dane przesyłane przez taką sondę. Jednym z najbardziej rozwiniętych z nich jest radiosonde_auto_rx potrafi dekodować większość typowych radiosond używanych na świecie. Do jego uruchomienia potrzebny jest tylko komputer, antena oraz SDR. Dane odczytywane przez ten program trafiają domyślnie do centralnej bazy radiosond czyli SondeHub. Tam można śledzić na żywo większość radiosond z całego świata, analizować pozyskane z nich dane czy obserwować planowane miejsce updaku. Każdy może więc wybrać się po taką sondę gdy spadła i ją podjąć.

Co można zrobić z radiosondą?

Gdy udało się już taką radiosonde znaleźć jest kilka opcji. Samo urządzenie to kombinacja mikrokontrolera z czujnikami, modułem GPS, radiowym i innymi. Elementy te można wylutować i zastosować w innych projektach. Ciekawszym rozwiązaniem jest jednak ponowne wykorzystanie całej takiej radiosondy. Do różnych modeli istnieją gotowe zamienniki firmware przeobrażające takie sondy z urządzeń typowo profesjonalnych do trackerów amatorskich mogących spełniać różne funkcje. Do najpopularniejszych należą:

• RS41ng - firmware do radiosond Valsala RS41 będących standardem w większości świata
• m20-custom-firmware - oprogramowanie do sond Meteomodem M20, używanych głównie we Francji oraz Polsce, rozwijany w naszym klubie

Amatorskie misje balonowe

Takie radiosondy z użyciem odpowiedniego oprogramowania można przeznaczyć do pierwotnego ich celu, czyli lotów stratosferycznych. Tym razem jednak nie profesjonalnych, lecz amatorskich. Taka sonda może nadawać swoje parametry w paśmie amatorskim. Zazwyczaj używa się do tego protokołu Horus Binary, dedykowanego właśnie takim zastosowaniom. Często towarzyszy mu też APRS oraz LoRa. Większość z nich można obserwować w centralnej bazie Amateur SondeHub. Balon podczepia się ponownie pod balon wypełniony wodorem lub helem. Główne typy balonów są dwa. Pierwszy to standardowe Lateksowe, które wznoszą się do stratosfery, potem pękają i spadają. Drugi natomiast stanową balony typu floater. Powłoki takie są wykonane z gumy, której parametry dobrane są tak, że balon wzniesie się na wysokość unoszenia, zazwyczaj około 8km, gdzie będzie się utrzymywać przemieszczany wiatrem.

Co jest przedmiotem misji amatorskich?

Misje amatorskie mogą mieć wiele celów, najprostszym z nich jest samo śledzenie nadajnika, sprawdzenie jak daleko jest w stanie dolecieć, jednocześnie odczytując parametry z czujników. Do takiego ładunku wystarczy tylko podjęta radiosonda skonfigurowana w odpowiedni sposób oraz źródło zasilania. Można go jednak rozbudować o różne czujniki, chociażby licznik geigera. Inną opcją jest też dodanie nadajnika emitującego obrazki np. w standardzie SSTV, czy nawet kamery przekazującej zdjęcia na żywo.