Über das Projekt

Das Projekt war urspünglich ein Schulprojekt des Physik Kurses des Robert-Havemann-Gymnasium in Berlin-Karow. Es sollte ein Wetterballon mit einer Sonde in die Stratosphäre geflogen werden. Die Schüler sollten den gesamten Versuch vom Ballon bis zur Technik entwickeln. Im anschluss sollten die gesammelten Daten verwendet werden, um im Unterricht die Auswertung von Daten in Tabellenkalkulation zu üben.
Das Projekt sollte in der Stratosphäre Daten zur Alpha Strahlung, Temperatur, Luftdruck und UV Strahlung messen. Weiter sollten Kameras Fotos aufnehmen, damit beim Start vom Schulgelände dieses zu sehen ist, wie es kleiner wird und ein Blick in die Stratosphäre möglich ist.

Link zu den Source Codes von Strato I auf gitlab

Das Projekt entwickelte sich wohl als größere Herausforderung. Gerade die technische Entwicklung der Sonde war im Schulprojekt eher schleppend voran gegangen.
Daher entschied der Lehrer der diesen Kurs leitete, diese Entwicklung für ein Teilprojekt an meiner Uni anzubieten. Ich wurde zusammen mit drei anderen Personen als teil eines Kurses aus dem Studium damit beauftragt. Wir bekamen die bisherigen Entwicklungen der Schüler und die Hardware. Das heißt, Raspberry Pi, Arduino Boards und die Sensoren.
Wir programmierten die Software um die Messwerte der Sensoren verarbeiten zu können als Arduino Code. Die verschiedenen Programme fügten wir dann zu einem zusammen, da wir nur ein Arduino Board haben wollten. Den Raspberry Pi benutzten wir als System um die Daten vom Arduino zu emfangen und zu speichern. Weiter ließen wir darauf Parallel die Fotoaufnahmen für eine Kamera laufen. Das System war so gebaut, dass es mittels Hardware-Kill-Switch sicher herrunter gefahren werden sollte.

Der Eis Test

Auf dem Weg in die Stratosphäre wird die Umgebungsluft zunächst kühler, später wieder etwas wärmer. Das hatte der Lehrer des Physikkurses natürlich mit eingeplant. Deswegen haben wir die Sensoren auf kälte Empfindlichkeit mit Hilfe einer Box und Trockeneis getestet. Wir führten einen ersten Prototyp unserer Sensoren soweit zusammen, wie wir es bereits überlegt hatten. Dann Legten wir die Arduinos mit den Sensoren angeschlossen an den Raspberry Pi auf Eis. Um die Funktion zu sehen, waren Bildschirm und Maus bzw. Tastatur angeschlossen. Es traten bis -63°C keine Probleme auf. Die gesamte Software auf dem Raspberry arbeitete wie bei Zimmertemperarur und die Messwerte der Sensoren blieben ohne beeinträchtigung. Die Temperaturmessung von unserem Sensor bestätigte schön die des Messgeräts aus dem Labor. Daher gingen wir davon aus, dass alle sensoren für den Flug funktioneren und haben den Test abgebrochen. Bezüglich der Temperatur erlebten wir inklusive dem Lehrer noch im Anschluss an den Start noch eine Überraschung.

Der Tag des Starts

Der Ballon wurde mit der Sonde und der von uns Entwickelten Technik am 07. Juli 2019 gestartet. Geplant war der Start um 10:00 Uhr (MEST). Es gab jedoch wegen der Flugsicherung einen Moment Verspätung.
Exakter Start war dann um 10:21 (MEST) vom Schulhof des RHG. Um den Ballon und die Sonde wieder finden zu können, war ein GPS Tracker an Board, der unabhängig lief und sich per LTE bei seinem Hersteller melden konnte und seine GPS Position übermitteln konnte. Ein GPS Logger zeichnete den Flug inklusive der Höhe auf. Der Ballon schaffte es auf 40km höhe und damit höher als erwartet. Der Flug dauerte Drei Stunden. Der Ballon landete zwischen Lychen und Fürstenberg (Havel). Also nicht weit der Grenze zwischen Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern. In der Stratosphäre platzte der Ballon wie geplant. Leider wurden bei dem Ruck der Sonde im Freienfall bis zum aufgehen des Fallschirms leider die Elektronischen Komponenten gegeneinander gestoßen, was zum Crash der Raspberry Pi führte. Trotzdem sind die Messwerte der Sensoren bis zu diesem Punkt, sowie 620 Bilder erhalten geblieben.

Link zu Webseite Robert-Havemann Gymansium Strato Projekt 2019 und Nachfolger

Der Landerplatz

Der Ballon landetete in der Nähe von Lychen in Brandenburg. Es sah erst so aus, als würde er in einem See landen. Doch da war der Ballon noch im Landeanflug. Doch später stabilisierte sich das GPS Signal und als wir ihn fanden, sahen wir, dass der Ballon in einer acht Meter hohen Baumkrone gelandet war (siehe Bilder). Weitere Bilder siehe unten.