Misja JADE – sukces badaczy stratosfery!

25 kwietnia z Włocławka wystartował balon stratosferyczny który dotarł do wysokości ponad 28700 m.

Tak ogromna popularność bierze się z warunków panujących w stratosferze, na wysokości około 30km nad ziemią. Podczas podróży eksperymenty i urządzenia pokładowe doznają bowiem działania temperatur rządu nawet -50 do -70 stopni Celsjusza, bardzo niskiego ciśnienia atmosferycznego oraz wystawiane są na obecność promieniowania kosmicznego i bardzo wysokiego promieniowania UV. Ponadto średni czas lotu wynoszący około dwóch godzin w zupełności wystarcza do zebrania dużej ilości interesujących danych i przeprowadzenia zaplanowanych eksperymentów.

Na przestrzeni 10 i 27 kwietnia 2015 roku organizowany był międzynarodowy konkurs Global Space Balloon Challenge. Powstał on z inicjatywy absolwentów Instytutu Technologicznego w Massachusetts a jego celem jest zachęcenie ludzi z całego świata do budowy własnych ładunków i wysyłania ich wysoko nad ziemię za pomocą balonu. W czasie jego trwania, co najmniej dwuosobowe zespoły mają za zadanie przeprowadzić własną misję balonową i podzielić się wynikami oraz dokumentacją z innymi. Startować można w między innymi takich kategoriach jak największa osiągnięta wysokość, najdłuższy przelot, najciekawszy eksperyment czy najlepszy projekt konstrukcji. W tegorocznej edycji zarejestrowało się prawie 450 zespołów z 45 krajów, w tym kilka z Polski.

W sobotę, 25 kwietnia na płycie lotniska aeroklubu we Włocławku swoją misję do granicy atmosfery przeprowadził interdyscyplinarny zespół JADE. Nazwa wzięła się od imion członków zespołu (Jędrzej Agata Daniel Experiment) a każda z osób odpowiedzialna była za osobny ładunek.

Start misji JADE / Credits – Pryzmat PWr

Jędrzej Górski z Politechniki Wrocławskiej, przy asyście Jędrzeja Kowalewskiego i Daniela Karczmita testował jeden z podsystemów eksperymentu FREDE. Eksperyment ten, wyniesiony jesienią balonem Europejskiej Agencji kosmicznej ma doprowadzić do lepszego zrozumienia rozpadu freonów w atmosferze.

Niedawny lot, za pomocą sensora UV pomóc miał w ustaleniu, w którym momencie rozpoczęcie eksperymentu będzie najbardziej efektywne.

Poza sensorem i urządzeniem logującym dane, ważąca 430g gondola pomieściła jeszcze dwie kamery wykonujące zdjęcia otoczenia, których łącznie wykonano ponad trzynaście tysięcy od startu po lądowanie.

Start misji JADE / Credits – Jędrzej Kowalewski

Nieco większy, bo ważący 720g ładunek skonstruował Daniel Kaczmara z koła naukowego “ACT!” w Zachodniopomorskim Uniwersytetecie Technologicznym w Szczecinie. To już drugi lot studenckiej konstrukcji. Składa się ona z gondoli wyposażonej w kamerę HD i dwa systemy telemetryczno-pomiarowe.

Głowna jednostka z modemem dalekiego zasięgu nadawała pozycję i dane pomiarowe do momentu utraty zasięgu za horyzontem (około 400m nad ziemią). Następnie inicjatywę przejmował układ oparty o sieć GSM, wysyłający wiadomości sms z lokalizacją lądowania. Celem tego eksperymentu był test oprogramowania stacji naziemnej i próba zdalnego sterowania gondolą z ziemi.

Z uwagi jednak na niekorzystną lokalizację anten i zastosowaną moc nadawania nie udało się nawiązać dwustronnej komunikacji. Nie wpłynęło to natomiast na odbiór. Przesłano ponad trzy tysiące pakietów danych i 145 wiadomości sms. Ponadto, ze względu na problemy logistyczne, gondola ta pracowała łącznie ponad pięć i pół godziny wciąż wysyłając poprawne dane.

Najbardziej innowacyjnym i jednocześnie najlżejszym ładunkiem (ok. 300g) okazał się eksperyment astrobiologiczny dr Agaty Kołodziejczyk z Uniwersytetu Jagiellońskiego. W swym trzecim już locie miał on na celu zbadanie, czy naturalne właściwości roślin, grzybów i porostów mogą posłużyć do pomiarów fizykochemicznych atmosfery. Takich jak wilgotność, pH czy promieniowanie UV.

Jak donosi dr Kołodziejczyk, szczególną uwagę poświęcono badaniu wpływu promieniowania UV w stratosferze na rozpad chlorofilu, witaminy C i antocyjanów, czyli barwników, które są wykorzystywane jako wskaźniki kwasowo-zasadowe do pomiarów pH.

Ze wstępnych analiz wynika, że jeden z testowanych gatunków roślin potrafił skutecznie ochronić swoje chemiczne wnętrze od szkodliwych wpływów środowiska zewnętrznego podczas gdy u innych organizmów nastąpiła degeneracja tkanek.

Uzyskane wyniki przyczynią się do głębszego zrozumienia mechanizmów ochronnych komórek oraz przyspieszą rozwój biodetektorów meteorologicznych.

Ładunek misji JADE po lądowaniu / Credits – Jędrzej Kowalewski

Znacznej pomocy w organizacji lotu udzieliła zespołowi Fundacja Copernicus Project, znana w kraju i za granicą z eksploracji stratosfery (w październiku opisywaliśmy ich dziesięciolecie działalności).  Członkowie fundacji dołączyli do balonu dodatkowe urządzenie lokalizujące oparte o system APRS, ponieważ tylko jedna z gondol była w stanie nadawać pozycję wszystkich eksperymentów.  Zapewnili również dostawę gazu nośnego, jakim tym razem okazał się wodór. Za jego wyborem przemawiały bezpieczna lokalizacja (wodór jest skrajnie wybuchowy) oraz ponad dziesięciokrotnie niższa cena niż w przypadku całkowicie bezpiecznego, lecz drogiego helu.

Nie obyło się również bez instrukcji dotyczących zgłoszenia wniosku do Polskiej Agencji Żeglugi Powietrznej, bez której zgody, start byłby całkowicie niemożliwy.

Moment pęknięcia balonu w misji JADE / Credits – JADE, Daniel Kaczmara z koła naukowego “ACT!” w Zachodniopomorskim Uniwersytecie Technologicznym w Szczecinie

Sam lot rozpoczął się około godziny 12:30 CEST i trwał niecałe dwie godziny. Sporym zaskoczeniem okazało się przedwczesne pęknięcie lateksowej powłoki balonu na wysokości 28718m. Najpewniej spowodowane to było nadmierną ilością wpompowanego gazu oraz wyjątkowo dużym nasłonecznieniem w dniu startu.

Dystans pomiędzy startem a lądowaniem misji JADE / Credits – JADE, Daniel Kaczmara z koła naukowego “ACT!” w Zachodniopomorskim Uniwersytecie Technologicznym w Szczecinie

Po ponad stu kilometrach podróży (42km w linii prostej) urządzenia naukowe wylądowały w okolicy Gostynina, miękko osiadając w lesie, tuż nad ziemią na jednym z drzew.  Większość ekipy, poza jednoosobową kontrolą lotu pozostałą na lotnisku, wyruszyła w pogoń za balonem i w momencie lądowania stacjonowała już w okolicy przewidywanego miejsca upadku. Po odzyskaniu wiszącego wysoko na drzewie spadochronu z odcinaczem, misję zgodnie uznano za udaną.

Pełne nagranie lotu JADE / Credits – dnukPL

Zespół misji JADE / Credits – Jędrzej Kowalewski