Stratosphärenballon

Stratosphärenballon

Pumuckl ist gelandet und geborgen!

Der Ortsverband C19 hat am Dienstag, 19.07.2016 um 9:39 Uhr MESZ am Theresia Gerhardinger Gymnasium am Anger in München anlässlich der Projekttage der Schule einen Stratosphärenballon gestartet. Der Ballon funkte auf 144,800 MHz mit 300mW über eine selbstgebaute Groundplane, die kopfstehend eingebaut war. Nach dem Start ist der Ballon exakt 140 Minuten gestiegen bis die Ballonhülle geplatzt ist und nach etwa 3:07 Stunden in Österreich im Herrenwald nördlich der Rotwand zwischen Innsbruck und Schwaz in einem Baum gelandet und konnte vom Verfolgerteam nach vielen Versuchen - herzlichen Dank an die Mühen - trotz der Höhe von mehr als 5m (Fallschirm) und mehr als 10m (Nutzlastkugel) geborgen werden. Das Auffinden und Peilen wurde durch die hohe "Lage" natürlich deutlich erleichter, dafür war die Bergung sehr schwierig.

Die Flugroute entsprach sehr exakt der Vorhersage. Leider ist das GPS bei 12km Höhe um 10:47:50 Uhr ausgefallen und hat erst nach dem "Wiedereintritt" unter 12km wieder gültige Daten geliefert und uns lange und bange Minuten im "Konrollzentrum" beschert. Vorallem auch, da unser Ersatzsystem der GSM-GPS-Tracker bereits direkt nach dem Start ausgefallen war. Da die letzte Position direkt an der Grenze von DL zu OE lag wurden Vermutungen um eine unerwartete Grenzkontrolle laut, da Pumuckl keinen Pass hatte. Um so größer war die Erleichterung, als um 12:20:56 Uhr wieder eine korrekte Position auf dem vorausberechneten Kurs empfangen wurde. Die Wartezeit wurde uns durch den Umstand erleichtert, daß trotz fehlender Positionsdaten weiterhin APRS-Pakete mit aktueller Temperaturmessung eintrafen, wir wussten also, daß das System an sich noch funktionierte.

Eine Verfolgung des Fluges war unserer Leitstation in der Schule dank der hoch angebrachten Antenne bis direkt vor der Landung möglich. Um 12:44:11 etwa 90 Sekunden vor der Landung konnte das letzte Paket am Gymnasium direkt empfangen werden:

1:Fm DK0TGG-11 To APRS Via WIDE2 <UI pid=F0 Len=58 >[12:44:11]
/104408h4715.94N/01138.64EO014/014A007564Ti0To11L 0.303h33

Die Auswertung der Daten lässt auf eine erreichte Höhe von etwa 28-29 km schließen. Und im Temperaturdiagramm sind die Temperaturschichten beim durchfliegen schön zu erkennen. Das Diagramm ist nach den Bildern vom Ballon zu finden.

Für Interessierte werden wir die Nutzlast unter anderem am Tag der offenen Tür an der TU in Garching am 22. Oktobert 2016 ausstellen.

 

Im Vorfeld des Starts hatten wir am Montag noch ein tolles Erlebnis:

Auf Grund unserer Pressemitteilung (siehe unten) hat mich am Montag Vormittag eine Redakteurin der Abendschau des Bayerischen RUndfunks angerufen und sich nach Details unseres Projektes erkundigt und mit in die Redaktionskonferenz genommen mit dem Ziel einen Bericht über unseren Stratosphärenflug in der Abendschau am Dienstag zu senden. In der Redaktionskonferenz wurde dann leider gegen eine Berichterstattung entschieden. Die ausschlaggebenden Kriterien waren das fehlen von Livebildern in Verbindung mit der Unsicherheit der Bergung um noch rechtzeitig an Bilder zu kommen, sowie die Kurzfristigkeit der Ankündigung ohne die Möglichkeit die Vorbereitungen zu begleiten. Die Mädchen waren in jedem Fall durch die Möglichkeit im Fernsehen zu sein sehr aufgeregt und wir werten auch diese konkrete Anfrage als Erfolg.

Andi, DG4MIC

 

Jagd auf den Ballon - Bericht der Verfolger

Um 9 Uhr trafen sich Günter, DH3MJV, und ich, DL4ROB, in München am Innsbrucker Ring, um uns per PKW auf die Suche nach dem Ballon vorzubereiten. Wir hatten noch genug Zeit, um Funkgeräte und Magnetfußantennen herzurichten und anzuschließen. Die APRS-Daten des Ballons (mit dem Call DK0TGG) konnten wir live unter aprs.fi mitverfolgen. Um 9 Uhr, lange vor dem Start, ging der Ballon zum
erstenmal auf Sendung.

Ungefähr um 09:40 war es soweit, der Start gelang. Wir konnten dies sofort im Internet sehen, kurz darauf kam die Bestätigung von der Kontrollstation über DB0EL. Der Ballon flog zunächst zum Sendlinger Tor, also genau nach Westen. Sollten wir uns den falschen Startpunkt
ausgesucht haben?

Nach kurzer Zeit drehte der Ballon, die neue Route war genau über der A8 in südlicher Richtung. Die Prognose hatte also doch gestimmt, und auch wir starteten unsere Fahrt. Ab auf die A8! In Holzkirchen legten wir einen kurzen Stopp ein, um den weiteren Kurs zu beobachten. Zwischendurch tauschten wir uns immer wieder mit der Kontrollstation in der Schule aus. Zudem konnten wir erfolgreich den direkten Empfang und die Dekodierung der APRS-Aussendung des Ballons mit dem Call DK0TGG testen. Für die Dekodierung nutzten wir ein Smartphone mit der aprsdroid-Anwendung. Dies erwies sich im Auto handlicher als die ebenfalls vorbereiteten Notebooks.

Nachdem klar war, dass der Ballon ziemlich genau die vorhergesagte Route nehmen würde, machten wir uns an die Weiterfahrt. Ziel war, über den Tegernsee und den Achensee das Inntal zu erreichen.

Zwischendurch kam dann der Schreck: Die Positionsanzeige auf aprs.fi blieb an der Grenze zu Österreich hängen. Was nun? Ohne GPS-Daten würden wir den Ballon wohl kaum finden können. Sollten wir eine Peilung versuchen? Einen 2m-Fuchsjagdpeiler hatten wir uns von Reinhard, DJ1MHR,
ausgeliehen. Doch die Peilung sollte sich sehr schwierig gestalten, da die aprs-Aussendungen nur knapp eine Sekunde zu hören sind. Trotzdem versuchten wir es auf einem Parkplatz kurz vor der Grenze. Eine grobe Richtung konnten wir feststellen. Erleichterung, auch die Peilung entsprach der prognostizierten Flugroute. Also wieder ins Auto und ab ins Inntal.

Glücklicherweise erhielten wir dann bald die Nachricht vom Wiedereinsetzen der GPS-Signale. Einige Zeit später erfolgte die Landung des Ballons. Wir waren inzwischen in Jenbach angekommen. Günter war bestens vorbereitet. Auf seinem Notebook mit passendem Kartenmaterial fanden wir mittels der GPS-Koordinaten den Landeplatz. Der Ballon war zum Glück nicht in unwegsamen Gelände gelandet, sondern in der Nähe von breiten Waldwegen. Nach kurzer Rücksprache mit Andi, DG4MIC, im Kontrollraum einigten wir uns auf eine Fahr- und Wanderstrecke zum Ballon.

Trotzdem der Ballon gelandet war, konnten wir immer noch seine Signale empfangen. Alle drei Minuten hörten wir die Bake in CW. Diese sollte uns die Peilung ermöglichen. Auch den APRS-Teil konnten wir noch empfangen und dekodieren. Was hatte das zu bedeuten? Sollte der Ballon hoch oben in einem Baum hängen? Schließlich war die Sendeleistung nur 300mW.

Wir fuhren also nun durchs Inntal bis Weer, und von dort hoch nach Kolsassberg. Einige Kehren weiter war die befahrbare Straße zu Ende. Kurz nach 14 Uhr parkten wir also, und setzen die Suche zu Fuß fort. Bergschuhe und Rucksack hatten wir vorsorglich mitgebracht. Günter hatte glücklicherweise sogar die richtige Wanderkarte dabei. Vor uns lagen nun knapp 500 Höhenmeter.

Wir folgten den zuvor ausgesuchten Wanderwegen, die wir auf der Karte gut mitverfolgen konnten. Als Kontrolle nutzen wir unsere eigenen GPS-Koordinaten, die sich den letzten Werten vom Ballon immer mehr näherten. Für das letzte Stück kam wieder der 2m-Peiler zum Einsatz. Hier kam uns die Erfahrung aus zahlreichen Fuchsjagden zu Gute.

Ungefähr um 16 Uhr war es soweit. Günter erblickte den Ballon zuerst. Wir stürmten los. Aber was mussten wir sehen? Der Ballon hatte sich tatsächlich hoch in einem Baum verfangen! Die Nutzlast hing wohl 10m hoch, das andere Ende der Schnur mit dem Fallschirm ca 5 m. Eigentlich unmöglich da heranzukommen. Wir hatten auf unsere Wanderung natürlich weder Leiter noch einen Steckmast mitgenommen. Der Stamm des Baumes war nicht zu erklettern; es gab nur wenige dünne Äste am Stamm. Wir wollten uns ja nicht die Knochen brechen!

In weiser Voraussicht hatte Günter ein Kletterseil und einige Karabiner eingepackt. Wir warfen den Karabiner hoch, aber oh je! Die Versuche endeten alle kläglich - mindestens einen Meter unterhalb des Fallschirms. Nun versuchten wir, Gewichte mit kleinen Steinen zu basteln. Auch dies war nicht von Erfolg gekrönt. Dann endlich, nach gut einer halben Stunde vergeblicher Mühe, konnte ich einen der Karabiner in den Fallschirm werfen. Günter zog den Fallschirm nach unten, wir kappten die Schnur,
und die Kugel mit der Nutzlast donnerte auf den Waldboden. Geschafft!

Sofort wurden Andi und Andrea, DL3TD, per Handy von unserem Erfolg informiert. Die Freude war natürlich groß.

Wir packten Kugel, Fallschirm und Ballonrest in den Rucksack und machten uns auf den Rückweg. Wir hatten ja noch den Abstieg sowie die Heimfahrt nach München vor uns.

Auf jeden Fall hat sich unser Ausflug nach Tirol gelohnt. Durch die Bergung konnten wir das Ballonprojekt erfolgreich zum Abschluss bringen. Und die Bilder aus der Kamera waren den Aufwand wirklich wert!

Viele Grüße und 73
Robert, DL4ROB

 

Unsere Pressemitteilung vor dem Start:

An die Grenzen zum Weltall.

Schülerinnen des Theresia-Gerhardinger-Gymnasium wollen mit einem Gasballon hoch hinaus.

 

Wo ist die Grenze zum Weltall? Der Schweizer Auguste Piccard flog 1931 mit einem Ballon in die Stratosphäre, knapp 16 Kilometer. 1960 schaffte der Amerikaner Joseph Kittinger 31 Kilometer und der Österreicher Felix Baumgartner, sprang, wie ein Astronaut eingekleidet, 2012 in 39 Kilometer Höhe aus einer Ballonkapsel. Was für diese Rekordler quasi als Himmelfahrtskommando gelten musste, wollen am 19. Juli zwei Funkamateure in Gemeinschaft mit Schülerinnen des Theresia-Gerhardinger-Gymnasium (Mädchengymnasium in München Altstadt) auch erreichen. Sie peilen die Grenze zum Weltall an, wenn auch unbemannt.

 

„Das sollen schon so um die 30 bis 32 Tausend Meter werden“, verspricht uns Andrea Lachmann. Die 17 Jahre alte Schülerin hat eben ihr Abitur abgelegt. „Das wäre viermal so hoch wie die höchsten der Himalaya-Berge. Wenn die mitgeführte Kamera gute Bilder liefert, wird die Erdkrümmung deutlich zu sehen sein.“ Trotz der nötigen Vorbereitungen auf das Reifezeugnis hatte sie die Planung für „ihr“ Ballonexperiment zusammen mit Funkfreund Andreas Nützel, dieser ist beruflich Internet-Spezialist, vor mehreren Monaten gestartet. Beide hatten sich durch das gemeinsame Hobby Amateurfunk kennen gelernt. An ihrer Schule leitet Andrea das Wahlfach Amateurfunk & Elektronikbasteln und initiierte nun die Projekttage Stratosphärenballon für die 6. und 7. Jahrgangsstufe.

 

Jeder hat als Kind schon mal auf einer Kirmes, auf dem Oktoberfest oder bei anderer Festlichkeit einen Gasballon bekommen. Am Schnürchen schwebte er über den Köpfen. Dann hatte sich versehentlich die Schnur vom Handgelenk gelöst und wir konnten nur noch sehnsüchtig dem Ausreißer hinterher schauen - vielleicht mit der Idee einmal vom Ballon aus nach unten blicken zu können oder in den Lüften in die weite Ferne zu reisen.

 

Was am Dienstag, den 19. Juli auf dem Schulhof passiert, ist in gewisser Weise die Erfüllung eines solchen Traums. Den Ballon haben die Schülerinnen „Pumuckl“ genannt. Und es geht ihnen nicht nur um die Flughöhe, sondern auch um die hoffentlich weite Strecke. Beides hängt in gewisser Weise zusammen. Mit dem Aufstieg des Ballons gelangt er zunehmend in dünnere Luftschichten. War am Boden der Anfangsdurchmesser noch etwa 1,5 Meter, so wird bei angenommenen 30 Kilometern die Latexhülle aufs Äußerste gespannt - bis sie schließlich platzt, vielleicht bei 5 Meter Durchmesser. Eine Ventilregelung ist nicht vorgesehen. Wenn der Aufstieg langsam genug erfolgt und – wie oft in Höhen üblich – ein reger Wind bläst, dieser idealerweise in gleichbleibende Richtung, wird mit einer Flugreisedauer von zwei Stunden gerechnet werden können.

 

Allerdings gibt es nach dem Platzen keinen senkrechten Absturz wie beim tollkühnen Felix Baumgartner. Dieser stieß mit Überschallgeschwindigkeit in nur drei Minuten in Richtung Erde bis sich ganz zuletzt sein Fallschirm öffnete. Der Pumuckl-Ballon soll dagegen sofort nach dem Platzen durch einen Fallschirm gebremst zu Boden schweben. Das Absinken kann gut eine halbe Stunde dauern. Auch dabei wird noch Strecke zurückgelegt. Wo er schließlich landet, kann nicht vorausgesagt werden. „Hoffentlich nicht in einem Fluss, in einem See oder in einem hohen Baumwipfel.“ Das ist die größte Sorge der „Stratonauten“ am Boden.

 

Pumuckl kann 800 Gramm in den Himmel tragen. So viel darf die  „Payload“ wiegen. Andrea und Andi zählen auf, was in die dem seinerzeitigen Sputnik ganz ähnliche, Fußball große Kugel hinein muss: Ein GPS-Empfänger, der den Kurs ermittelt, die Geschwindigkeit und Höhe. Er ist wichtig für die Verfolger am Boden und noch mehr für das Wiederauffinden nach der Landung. Zur Übertragung bedarf es eines UKW-Amateurfunksenders mit Antenne. Hinzu kommen noch ein kleiner Arduino-Computer, der die Daten funkgerecht verarbeitet inklusive der auch angeschlossenen Temperatur- und Helligkeitssensoren. Die Schüler wollen alles genau protokolliert haben für eine spätere Auswertung.

 

Geradezu spektakuläre Aufnahmen versprechen sie sich von der mitgeführten Action-Cam. Sie wird mit ihrem Weitwinkelobjektive sowohl den Horizont abbilden als auch den Blick nach unten zulassen. Mit zur Payload müssen unbedingt noch die Lithium-Batterien und ein GSM-Notmeldesystem, ein sog. GPS-Tracker. Zuletzt wird die Styroporhülle zum schnelleren Wiederauffinden neon-pink angemalt. Das Styropor soll mehr dem Kälteschutz dienen als der Pufferung bei harter Landung. Ohne Übergewicht zu riskieren, muss jetzt  noch der so wichtige Fallschirm hinzu und auch ein extra leichter und daher selbst gebastelter Radarreflektor. Dies alles wird unter dem Ballon an einem Seil baumeln.

 

Bleibt noch ein Wort über die Datenübertragungstechnik zu verlieren. Die Funkamateure haben in Deutschland und in vielen Nachbarländern ein weitmaschiges Netz aus Datenempfängern installiert. Meist stehen diese auf hohen Bergen, Wassertürmen oder auf anderen hohen Positionen. Sie empfangen die gesendeten Koordinaten und alle weiteren Daten. Das sind zum Beispiel auch Wetterdaten von Heimstationen, die Bewegungsdaten von Automobilisten und eben jetzt vom Stratosphärenballon. Die Daten werden ins Internet eingespeist und sind somit allgemein abrufbar. Das Verfolgerteam – es soll mal nicht Suchtrupp genannt werden – kann also mit einem Laptop oder Tablet auf dem Schoß dem Ballon hinterher fahren. So lange der Ballon in Sichtweite zum Gymnasium ist, werden die Daten auch direkt empfangen und in die Auswertecomputer eingespeist. Auf dem Schuldach ist eine extra für Amateurfunkfrequenzen geeignete Antenne montiert.

 

Damit es funktechnisch kein Kuddelmuddel gibt, ist alles genau koordiniert. Am Amateurfunk darf nur teilnehmen, wer den nötigen Sachverstand mitbringt und nach Prüfung durch die Bundesnetzagentur dazu berechtigt wurde. Jedem Funkamateur wird danach ein persönliches Funkrufzeichen zugeteilt. Es wird im Funkverkehr wie ein Namensbestandteil gehandhabt. Andrea hört also auch auf das Rufzeichen DL3TD, Andi auf DG4MIC. Und auch der sendende Ballon identifiziert sich im Datenfunk mit DK0TGG. Das ist im Übrigen das „Call“ der Klubstation des Theresia-Gerhardinger-Gymnasium, wo im Wahlfach auch Amateurfunk angeboten wurde.

 

Neben dem Engagement der Funkamateure und Schülerinnen bedurfte es noch einer Reihe Sponsoren. Hier sind der Deutsche Amateur-Radio-Club e.V. (DARC, Ortsverband C19) zu nennen, das Theresia-Gerhardinger-Gymnasium, die Firma Siemens als Pate der Schule, Linde für das gestiftete Helium sowie eine Reihe von Privatpersonen.

 

Sollte zur vorgesehenen Startzeit am Dienstag, 19.7.2016, zwischen 9 und 10 Uhr das Wetter absolut ungünstig sein, kommt als Ausweichtermin, Mittwoch, der 27.7. in Frage.

 

Zutritt zum „Raumfahrt-Kontrollzentrum“, also ins Gymnasium, haben nur angemeldete Personen. Für Kontakte und Auskünften stehen zur Verfügung

 

Andrea Lachmann, 089.3598311

Andreas Nützel, 0163.6366118

 

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Veröffentlichung komplett oder auszugsweise kostenfrei.

Autor: Klaus Welter, DH6MAV

 

 

 

 

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Anlässlich eines Videowettbewerbs der Tanzschule Neubeck haben wir ein dreiminütiges Kurzvideo aus dem Ballonvideo erstellt:

Vom Winde Verweht (MP4, 200 MB)

 

Das Video wird ab dem 9.02.2017 auch auf der Facebookseite der Tanzschule Neubeck unter

www.facebook.com/tsneubeck zu sehen sein.

Danke für Eure Stimmen! Es hat leider nur für den vierten Platz aus vier Videos gereicht, aber wir hatten ja auch keine witzige Handlung. Die Bilder sind jedoch als sehr schön gewürdigt worden.

73 de

Andi, DG4MIC

 

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