RandomSpaceFlights

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Dies ist ein Projekt, an dem momentan aktiv gearbeitet wird. Wenn du Fragen hast oder mitarbeiten möchtest, wende dich an Yorn.


Offering Random Space Flights

Das Projekt gliedert sich in zwei Teilbereiche.

Idee

Das diesjährige Camp 2011 soll angeblich/voraussichtlich unter dem Motto "Space" stehen. Die Idee wäre deswegen einen Service auf dem Camp anzubieten, der ein bisschen Nutzlast in das All schicken kann, zum Beispiel für kleinere Projekte. Was diesem Vorhaben am nächsten kommt ist der Start eines Wetterballons. Dieser kann eine Höhe von bis zu 30km erreichen, was mitten in der Stratosphäre liegt.

Wetterballons sind in der Funker Szene wohl ein relativ beliebtes Spielzeug, darum wären wir froh über ein paar Hinweise von Leuten, die schonmal einen Wetterballon mit Nutzlast haben steigen lassen! Meldet euch: Yorn-mail.png

Die Möglichkeit der Durchführung dieses Projektes muss erst einmal evaluiert werden. Darum soll zunächst der Start von einem Wetterballon und das erfolgreiche "recovern" durchgeführt werden, bis man das Projekt tatsächlich auf dem Camp oder anderen Veranstaltungen anbietet!

Dieses Projekt benötigt relativ viel Manpower, um aktive Teilnahme (im Sinne von AKTIV!!11!!1!) wird gebeten! :)

Teilnehmer

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Things to know

Zusammenfassung der Fakten für das Projekt. Die eigentliche Arbeit an den verschiedenen Teilen sollte auf Unterseiten dokumentiert werden!

Transportmittel

Als Transportmittel wird ein Wetterballon benötigt, der die nötige Höhe erreicht und ein bisschen Nutzlast tragen kann.

Genehmigung

Es ist natürliche eine Genehmigung einzuholen. Folgende Fakten sind hierzu relevant.

Luftverkehrsordnung

Der Aufstieg von unbemannten Freiballonen ist in der Luftverkehrsordnung geregelt:

§ 16a 
Besondere Benutzung des kontrollierten Luftraums
(1) Bei Inanspruchnahme des kontrollierten Luftraums ist von der zuständigen Flugverkehrskontrollstelle eine Flugverkehrskontrollfreigabe einzuholen für
1. Fallschirmsprünge und den Abwurf von Gegenständen an Fallschirmen;
2. Aufstiege von Flugmodellen und ungesteuerten Flugkörpern mit Eigenantrieb;
3. Aufstiege von ballonartigen Leuchtkörpern sowie Massenaufstiege von Kinderballonen und Aufstiege von gebündelten Kinderballonen,
4. Aufstiege von unbemannten Freiballonen (insbesondere Wetterballonen) mit einer Gesamtmasse von Ballonhülle und Ballast von
mehr als 0,5 Kilogramm,
5. Aufstiege von unbemanntem Luftfahrtgerät im Sinne von § 1 Absatz 2 Nummer 11 des Luftverkehrsgesetzes.
(2) Verantwortlich für die Einholung der Flugverkehrskontrollfreigabe ist
1. im Falle des Absatzes 1 Nr. 1 der Luftfahrzeugführer,
2. im Falle des Absatzes 1 Nr. 2 der Starter des Flugmodells oder anderen Flugkörpers,
3. im Falle des Absatzes 1 Nummer 3, soweit der Aufstieg von ballonartigen Leuchtkörpern betroffen ist, der Starter des Leuchtkörpers, im Übrigen der Veranstalter,
4. im Falle des Absatzes 1 Nummer 4 der Starter des unbemannten Freiballons,
5. im Falle von Absatz 1 Nummer 5 der Starter des unbemannten Luftfahrtgeräts.
(3) Landesrechtliche Regelungen, die Aufstiege von ballonartigen Leuchtkörpern verbieten, bleiben unberührt.

Angaben der deutschen Flugsicherung

Zitat nach Anfrage via Email: "Die Freigabe erteilt die jeweils zuständige Flugverkehrskontrollstelle, dies ist abhängig vom Startort. Wenn Sie uns den geplanten Startort mitteilen, nennen wir Ihnen gerne den richtigen Ansprechpartner."

Benötigte Daten für die DFS

Folgende Angaben zum Wetterballon werden seitens der DFS benötigt:

  • Aufstiegsdatum, Zeitpunkt(e)
  • Gewicht
  • Aufstiegsort
  • Gespannlänge (Ballon + Nutzlast)
  • ungefähre Steigrate

Haftung bei Schäden durch die Landung?

Das die Flugsicherung sagt passt schon ist ja die eine Seite, die andere ist die Frage was passiert wenn das Ding mitten in Berlin aufm Reichstag runter kommt und wegen uns Terror Panik Alarm ausgelöst wird? Wer haftet dann?

Das Luftfahrtgesetz sagt folgendes aus:

§ 33 
Luftverkehrsgesetz in der Fassung der Bekanntmachung vom 10. Mai 2007 (BGBl. I S. 698), 
das zuletzt durch das Gesetz vom 5. August 2010 (BGBl. I S. 1126) geändert worden ist

(1) Wird beim Betrieb eines Luftfahrzeugs durch Unfall jemand getötet, sein Körper oder seine Gesundheit verletzt oder eine Sache beschädigt, 
so ist der Halter des Luftfahrzeugs verpflichtet, den Schaden zu ersetzen. Für die Haftung aus dem Beförderungsvertrag gegenüber einem Fluggast 
sowie für die Haftung des Halters militärischer Luftfahrzeuge gelten die besonderen Vorschriften der §§ 44 bis 54. Wer Personen zu Luftfahrern 
ausbildet, haftet diesen Personen gegenüber nur nach den allgemeinen gesetzlichen Vorschriften.

(2) Benutzt jemand das Luftfahrzeug ohne Wissen und Willen des Halters, so ist er an Stelle des Halters zum Ersatz des Schadens verpflichtet. 
Daneben bleibt der Halter zum Ersatz des Schadens verpflichtet, wenn die Benutzung des Luftfahrzeugs durch sein Verschulden ermöglicht worden 
ist. Ist jedoch der Benutzer vom Halter für den Betrieb des Luftfahrzeugs angestellt oder ist ihm das Luftfahrzeug vom Halter überlassen worden, 
so ist der Halter zum Ersatz des Schadens verpflichtet; die Haftung des Benutzers nach den allgemeinen gesetzlichen Vorschriften bleibt unberührt.

Zu klären ist also, ob eine Versicherung das abdeckt und wenn ja ob unsere Vereinsversicherung das abdeckt.

Kosten

Es gibt Porjekte aus den USA die genau das gleiche machen und angeblich unter 200 Dollar pro Wetterballon bleiben. Der Größte Teil der Kosten liegt wohl beim Helium, das für den Ballon benötigt wird.

Technische Details

Was brauchen wir alles an Technik?

Ballon

Wetterballon, kennt jemand Händler?

Eine Mögliche Bezugsquelle für Ballons ist hier: www.scientificsales.com

Auftriebsmittel

Irgendwie muss das Ding ja abheben und anfangen möglichst hoch zu fliegen, darum brauchen wir irgendwas, was den Ballon nach oben treibt. Da gibts nur drei Alternativen:

  • Helium

Teuer, ungefährlich, Mittel der Wahl! Kennt jemand Händler? Bis jetzt habe ich nur Online Shops gefunden, z.B. hier beim ballonsupermarkt. Dort kosten 30 Liter Helium inkl. Anlieferung + Abholung 229€.

  • Wasserstoff

Siehe hier, keine Option weil Blame das vermutlich mit dem Auto fahren muss :) ...

  • Heißluft

Trägt nicht genug, nicht leistungsfähig genug, keine Option!

Fallschirm

Da sich der Ballon bei Erreichen der Stratosphäre enorm ausdehnt, platzt er auch irgendwann. Das ist einerseits gut für uns weil wir dann unser Zeug zurück kriegen, allerdings fällt das Ding natürlich mit großer Geschwindigkeit irgendwo in die Pampa. Deswegen brauchen wir einen Mechanismus, der einen Bremsfallschirm auslöst um die Fallgeschwindigkeit ausreichend abzubremsen.

Die meisten Projekte haben den Fallschirm unterhalb des Ballons an der Schnur befestigt. Dies ist recht einfach und man muss sich keine Sorgen machen, falls der Auslöse Mechanismus mal versagen sollte. Durch die dünne Luft in der Höhe wird sich der Fallschirm nach dem Platzen des Ballon dort nicht öffnen, sondern erst weitaus später, in einer Höhe von etwa 3000m (siehe Artikel hier).

Ortungssystem

Wie gesagt, das Ding Platzt und fällt Richtung Boden. Da das jetzt 20km oder mehr an Höhe hatte wird es nicht wieder genau da runterkommen wo man es hat starten lassen, sondern im schlechtesten Fall an einem Kirchturm in einem weiter entfernten Dorf hängen. Um zumindest die Kirche zu finden brauchen wir ein Ortungssystem.

Idee 1: Die Jungs von hier haben ein altes Motorola i290 Handy gefunden, das mit einem GPS ausgestattet ist und nicht viel kostet (18$ bei ebay). Das wird mit nem Ortungsservice kombiniert (zB http://www.accutracking.com/) und schickt, wenn es Empfang hat eine Nachricht an den Tracking Service mit seiner GPS Position. Das ganze geht wohl auch Notfalls über Sendemasten Triangulierung, ist dann aber ne tolle Schnitzeljagd. Eine Möglichkeit wäre natürlich einfach ein billiges Android mit GPS zu nehmen, da hätte man noch die Möglichkeit viele lustige Spielereien zu machen und das Android quasi als Hirn des Wetterballons einzubauen. Das Problem ist nur, dass das Risiko eines Verlustes der Hardware nicht so gering ist. Das ist dann eben eine Kostenfrage.

Idee 2: Das Problem ist dass der GSM Empfang in der Höhe nicht mehr möglich ist, da die Funkzellen von der Geometrie her nicht darauf ausgelegt sind in die Höhe zu funken. Daher wäre eine weitere Möglichkeit, ein GPS an Board zu packen und die aktuellen Daten zur Bodenstation zu funken. Da könnte man dann auch so Dinge wie Geschwindigkeit, Temperatur, Steigrate oder Luftfeuchte mit übermitteln und z.B. via Beamer für alle interssierten anzeigen lassen, was bestimmt recht interessant ist! (allerdings haben die meisten "einfachen" GPS Empfänger die man so kaufen kann auch ihre Probleme ab etwa 20km Höhe, wobei das natürlich schon reichlich hoch ist ;-) Ein möglicher GPS Empfänger ist zB dieser hier: EM406- SiRF III

Die Frage ist natürlich, wie wir die Daten zur Bodenstation funken... die Jungs bei dem Horus Ballonprojekt nutzen wohl die Frequenz um 434MHz um die Daten zu übermitteln und dann auszuwerten. Hier müssten weitere Informationen gesammelt werden!

-> http://hackaday.com/2011/04/20/trackuino-%E2%80%93-an-open-source-arduino-aprs-tracker/


Es gibt einen Service, mit dem man die ungefähre Position berechnen kann:

Da sieht man schon ganz gut, dass das manchmal je nach Wetter locker über 100km sein können. :) Die Frage ist also, wie man die Höhe möglichst groß aber die Abweichung möglichst gering halten könnte.

Payload

Toll sind natürlich Videos und Bilder der Erde aus der Stratosphäre zu haben. Aber die Frage ist, wem fällt denn noch was cooles ein, was man mal in 20km Höhe probieren kann und was nicht gerade die Innere Sicherheit™ gefährdet?

Ideen für die Nutzlast:

  • Bilder machen :)
  • Temperatur und Luftfeuchte messen
  • Radioaktivitätsmessungen
  • Downlink zur Bodenstation
  • ...


Downlink: Da der Ballon recht hoch fliegen wird, kommen wir mit den normalen Standard Sendern nicht zurecht. Ideensammlung:

  • Downlink über Amateurfunker Ausrüstung
    • to be continued...
  • Im Bereich des Hobby Modellbaus gibt es bereits einiges in der Richtung und nennt sich FPV (First Person Flight). Einen ersten Überblick gibt es bei der fpv-community. Hier ein Artikel für Neulinge in dem Gebiet.
    • Die Jungs hier (bzw. hier ein Bericht in der SüdDeutschen dazu) schrauben sich zB Kameras und GPS an ihre Flugzeuge und fliegen damit in den Bergen (hier ein Video dazu). Hier ist näher beschrieben wie sie Antennen selber bauen.
    • In Deutschland ist die maximale Leistung die ein Sender abstrahlen darf durch die Bundesnetzagentur geregelt. Bei 2,4GHz sind 10 mW erlaubt und 25 mW für 5,8-GHz-Anlagen Quelle. Da allerdings in so hohen Frequenzbereichen die maximale Entfernung stark sinkt, sollten wir vielleicht ein niedrigeres Frequenzband nutzen?!
    • Btw. tracken die das Flugzeug während des Fluges mit einer Antenne, um den Downlink zu gewährleisten. Ist aber wohl reichlich schwer... Hier gibt es ebenfalls eine Übersicht in der fpv-community dazu.


Cool wäre, wenn man im Vorfeld des Camps sagen könnte "überlegt euch n Projekt was nicht mehr als X kg wiegt und wir bringen euch in die Stratosphäre!", sozusagen das Cape Canaveral von Finowfurt ...

Der Payload ist dann eigentlich nur begrenzt durch die Größe und das Gewicht. Für 1g Payload braucht man ca. 1 Liter Helium! Will man 1kg tragen braucht man einen Ballon von ca. 130cm Durchmesser.

Stabilisierung: Wenn wir eine Kamera mit an Board packen (was ich eigentlich ziemlich cool finde) sollten wir mal über eine Stabilisierung der Kamera Box nachdenken. Die Jungs vom Horus Projekt bauen zB eine Flosse mit an die Box (auf der Seite weiter unten zu sehen), um das ganze zu stabiliseren, was scheinbar echt sehr gut funktioniert. Die Videos sind allesamt weitaus "Rotations ärmer" als zB die Videos der New Yorker Gruppe.

Vorreiter

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