Kamera säähavaintopallolla 30km korkeuteen - projekti Kauniita kuvia korkealta

[Timo Kantola]

1. Tiedän yhden tapauksen jossa eräs yksityishenkilö kävi ostamassa observatoriosta itselleen pallon ja sai sen pieneen hintaan ilman mitään ongelmia. Palloa ei kuitenkaan käytetty lennätys tarkoitukseen vaan lähinnä koristeena. Eli kannattaa kysellä lähiobservatorioista olisiko pallon ostaminen mahdollista ja mihin hintaan. Periaattessa koko pallon lähetyksen voisi hoitaa yhdessä observatorion kanssa palloineen ja heliumeineen korvaustausta vastaan, jolloin myös mahdolliset tarvittavat ilmoitukset tulee helpommin hoidettua

Periaatteessa olen valmis kustantamaan  pallon ja sen törkeän kalliin rahdin jenkeistä , eikä se heliumkaan hirveän kallista ole , noin 150e/ 20kg pullo ( noin 4 mottia heliumia , riittää hyvin yhteen palloon ).
Ainut ongelma on että en omista sellaista pankkikorttia  millä voisi nettikauppuja hoitaa, enkä siksi ole koskaan netistä / ulkomailta mitään tilannutkaan -  siinä se kynnys.

2. Seurannan puolelta kannattaa varmaan katsahtaa brittiläisen  UKHASin radioseurantasysteemiä. Kunhan vaan löytyy henkilö jolla kolvi pysyy kädessä ja osaa laittaa kyseisen systeemin pystyyn ohjeiden mukaan.
Yhtenä ongelmana kännykän kanssa on myös se että yleensä GPS vastaanottimet on yleensä ohjelmoitu lopettamaan toimintansa kun korkeus ylittää 18 kilometrin rajan. Tämän takia vastaavissa projekteissä käytetään mm. Trimblen gps moduuleja joissa kyseistä estoa ei ole.

Olin yhteydessä yhteen Ilmaripallon puuhamiehistä, hän kirjoitti :
"Tarkkaan ottaen se GPS-rajoitus on semmoinen, että navigointi ei saa toimia
jos nopeus ylittää n. 500km/h JA lentokorkeus on yli 18km Jos vehje lentää
hitaammin kuin 500km/h, gps saa luvallisesti näyttää korkeuden vaikka kuuhun
asti. Esim suomalaisen Fastraxin gps-moduleista tämän 18km rajoituksen voi
kytkeä konffausohjelmalla pois, ja korkeusnäyttöä riittää ainakin 42km asti.
Tämmöistä meillä on käytetty..."

Eli  Fastraxin gps-moduli vois olla käyttökelpoinen .. sitten jää viellä ratkaistavaksi mokkulan paikkadatan lähetys pallon lähettäjälle...

Eihän projekti ole hyytymässä?

Melkeempä jäissä .. viellä on pieni kipinä. Kun homma ei sujunut ihan yksinkertaisemmalla ja halvimmalla tavalla, niin ko. projektin rahat on tältä vuodelta jo sijoitettu toiseen projektiin. Ja olenhan saanut jo pallon ja kameran 310m korkeudelle  

Kiinnostuneita oli aluksi paljon, mutta näyttää innostus kesän myötä vähän hiipumaan.
Onko kukaan ollut yhteydessä radioamatööreihin?

On ollut jotain mailinvaihtoa.

Ei ne luvat voi kauhean tiukassa olla, eikös saahavaintopalloja viskota  taivaalle päivittäin.
Onko kukaan ollut yhteydessä maailman johtavaa sondivalmistajaan, Waisalaan?

KW

Waisalan  kanta näihin asioihin : " Me emme myy yksityishenkilöille luotainpalloja"

Edelleen Ilmarin puuhamies noista luvista:
" ilmailuhallinnosta mekin tätä hommaa selvitettiin
aikanaan, ja vastaus oli että lupaa ei tartte jos lennätettävä värkki
täyttää kevyen pallon määritelmän ... eikä laki ole siltä osin muuttunut ?"

Ja minulle Trafin lentotoiminta luvista vastaava yksikön päälikkö Jorma Kivinen kertoi että vapaamuotoinen lupa-anomus on tehtävä noin 2-3vko ennen lennätystä .
Voi olla että häneltä on jäänyt keskustelussa huomaamatta että kyseessä on kevyt pallo.. ?

[Timo Kantola]

Jos joku haluaa hommaan mukaan ja  että pallon lennätys toteutuu ( kesällä 2011 ) , niin tarvitsen tekijän / osaajan pallon seurannan järkäämiseksi. Painoa gps systeemillä ( mokkula, lähetin ja anteeni ) saisi olla maksimissaan noin 250g .. 300g , mitä kevyempi , sen parempi. Sitten pitäisi olla viellä arvio virrankulutuksesta ...

Muut ongelmat on "pikku juttuja"

[KEW]

2011?
Ekö projekti muka ole toteutavissa tänä kesänä?
Taidan taas olla ylioptimistinen?

KW

[Timo Kantola]

2011?
Ekö projekti muka ole toteutavissa tänä kesänä?
Taidan taas olla ylioptimistinen?

Kun homma ei sujunut ihan yksinkertaisemmalla ja halvimmalla tavalla, niin ko. projektin rahat on tältä vuodelta jo sijoitettu toiseen projektiin.

Lisäksi lomat on takana, ja töissä kiireitä + on muutakin säädettävää.

Mikään ei estä sinua ottamasta hommaa haltuun ja laittamaan palloa ilmaan, tämä projekti  ei ole mitenkään minun "omaisuutta"

[oh2mqk]

Periaatteessa olen valmis kustantamaan  pallon ja sen törkeän kalliin rahdin jenkeistä , eikä se heliumkaan hirveän kallista ole , noin 150e/ 20kg pullo ( noin 4 mottia heliumia , riittää hyvin yhteen palloon ).

Waisalan  kanta näihin asioihin : " Me emme myy yksityishenkilöille luotainpalloja"

Kyllä pallot ovat järjestettävissä, samoin pallotäyttökokemuksellista väkeä.

Helium on kyllä kamalan kallista. Vetyyn tuntuu kansa suhtautuvat kuin suureen mörköön.  Itse pidän nestekaasua vaarallisempana.
Hatarassa tuulensuojassa ratkeava 4 m³ vetyä sisältävän pallon kaasumäärä diffusoituu vaarattomaksi muutamassa sekunnissa.

Muistakaa että Hindenburgin kuori oli päällystetty erittäin herkästi syttyvällä ja rajusti palavalla materiaaliseoksella joka on läheistä sukua Termiitille.
Se kuori paloi näyttävällä liekillä kaikkien näkemässä filmissä.  Vetyliekki on näkymätön!

Olin yhteydessä yhteen Ilmaripallon puuhamiehistä, hän kirjoitti :
"Tarkkaan ottaen se GPS-rajoitus on semmoinen, että navigointi ei saa toimia
jos nopeus ylittää n. 500km/h JA lentokorkeus on yli 18km Jos vehje lentää
hitaammin kuin 500km/h, gps saa luvallisesti näyttää korkeuden vaikka kuuhun
asti. Esim suomalaisen Fastraxin gps-moduleista tämän 18km rajoituksen voi
kytkeä konffausohjelmalla pois, ja korkeusnäyttöä riittää ainakin 42km asti.
Tämmöistä meillä on käytetty..."

Eli  Fastraxin gps-moduli vois olla käyttökelpoinen .. sitten jää viellä ratkaistavaksi mokkulan paikkadatan lähetys pallon lähettäjälle...

Siihen auttaa yhteistoiminta Radioamatöörien kanssa.

Eikä ne jenkkien vientirajoitussäännöt ihan noinkaan menneet kuin tuossa yllä sanotaan.
Siellä on kolme rajoittavaa parametria joista yhden saa käytännössä tuplata jos muita ei nosta oletusrajan ylle.

Edelleen Ilmarin puuhamies noista luvista:
" ilmailuhallinnosta mekin tätä hommaa selvitettiin
aikanaan, ja vastaus oli että lupaa ei tartte jos lennätettävä värkki
täyttää kevyen pallon määritelmän ... eikä laki ole siltä osin muuttunut ?"

Ja minulle Trafin lentotoiminta luvista vastaava yksikön päälikkö Jorma Kivinen kertoi että vapaamuotoinen lupa-anomus on tehtävä noin 2-3vko ennen lennätystä .
Voi olla että häneltä on jäänyt keskustelussa huomaamatta että kyseessä on kevyt pallo.. ?

Trafi on uusi otus, jolla voi olla uudet tuulet.
Ei se kai silti ole muuttanut OPS M1-1:stä?
http://www.ilmailuhallinto.fi/files/lth/imt-ops-m/opm1_01.pdf

Ei näemmä ole.  Kompakti max 3 kg painava laite lasketaan kevyeksi, kunhan sen pinta-paine on alle X ja ripustusnarun katkaisulujuus on alle Y.

Lähetyspaikka saattaa joskus vaatia erillistä pohdintaa, sekin lähinnä vain kun ollaan lentokentän lähialueella tai ns. ilmaliikenneväylän alla.

Tavallinen luotainpallo nousee 200-400 m/min nopeudella melko tasaista vauhtia ylöspäin ja pallon saavutettua maksimivenymänsä se hajoaa.  Sitten tullaan alas ensin aikamoista haipakkaa ja alempana ilmakehän tihentyessä hitaammin.

Lennätykselle parhaita aikoja ovat keskikesä ja tammi-maaliskuu.  Molempina vuodenaikoina on päiviä jolloin koko ilmakehä on hyvin vähäisessä liiketilassa niin että pallo saattaa laskeutua hyvin lähelle lähetyspaikkaa.
Talvella on etuna järvien jäätyminen, jolloin värkkiä pääsee hakemaan helpommin, jos se nyt sattuu laskeutumaan järveen.

Lisäys 2010-07-28-11:30

Wyomingin yliopiston meteorologeilla on sivu joka laskee luotainpallolle lentoennusteen: http://weather.uwyo.edu/polar/balloon_traj.html

EOSS.org:lla on ohjelma joka laskee pallolle lentoennusteen kun sille syöttää edellisen "malliluotauksen": http://www.eoss.org/wbaltrak/
EOSS:n ennustin kykenee arvioimaan myös jossain korkeudessa kelluvan pallon liikettä ja muita nousu/laskunopeuksia kuin mitä Wyomingin malli antaa.

[KEW]

Kaiken kaikkiaan talvi saattaisi olla paras lähetysaika.
Ei tarvitsisi etsiä paluukapselia tuhansista järvistä.
Mikäs olisi parempi aika toteutukselle, kuin kuulas talvipäivä täysin tyynessä?

Eli jos kiinnostuneita vielä on, voisi olla oikea aika aloittaa tarkempi suunnittelu.

Kaj Wikstedt

[oh2mqk]

Mikäs olisi parempi aika toteutukselle, kuin kuulas talvipäivä täysin tyynessä?

Kuulas helmikuinen päivä on aina hyvä aika lennättää - pallo ilmaan auringon noustessa (tai vähän ennen) ja sitä saa seurata kiikareillakin - mutta se lipsahtaa herkästi näkyvistä...
(Sivukisa: Kuka ottaa kuvan korkeimmalla olevasta pallosta?)

Lentoaikaa tulee olemaan noin 3-4h ja soisi jäävän vielä valoisaa aikaa hakea pallo metsästä.
Perinteisesti se ei tule maahan, vaan on tiheimmän risukon keskellä kuusen latvassa...

Eli jos kiinnostuneita vielä on, voisi olla oikea aika aloittaa tarkempi suunnittelu.

Kaj Wikstedt

Minkä kameran haluatte lennättää?  Onko laite olemassa?

PS: Minulla on "tykkilaskin" joka laskee GPS:n lähettämistä koordinaateista ja korkeudesta Az/El suuntauksen jossa pallo on.  "Kuka kuvaa pallon kauimpaa" kilpailukin onnistuu :-)

[KEW]

Keskusteltuani erään Turkulaisen tähtiharrastajan kanssa tulin toisiin aatoksiin.
Vety saattaisi olla varteenotettava vaihtoehto heliumille.
On merkittävästi halvempaa ja pysyisi paremmin pallossa.
Ainoa ongelma on löytää yhteistyötaho(henkilö) jolla olisi sopivat luvat ja regulaattori. Radioamatööri?
Vuokrapulloja on kai joka toisella valmiina. Tällöin kaasua voi ostaa juuri niin paljon kuin tarvitaan.

Kaj Wikstedt

[Gentzu]

Morjesta,

Kiitoksia kaikille hienoista kommenteista, joita olette esittäneet tällä sivustolla.
Olen mielenkiinnolla lukenut näitä teidän pohdintoja samalla, kun olen värkännyt omaa laitetta.
Näyttää jo hieman keskustelu kuin myös säätkin heikenneen, mutta ajattelen vielä tänä syksynä päästää
oman sepostuksen taivaalle. Pyrkimys on saada rikottua tämän keskustelualueen "ennätys", joka on
Timo Kantolan nimissä ;)


Projektin pääidea on toteuttaa projekti mahdollisimman halvalla ja tehdä erinäköisiä, ehkä hieman
hullunkurisia ratkaisuja.
Runkona toimii 20cm halkaisijaltaan oleva styroxpallo, jonka kuoren paksuus on 3cm. Pallon pohjaan
on rakennettu laskeutumisteline, jonka seurauksena en ole laskuvarjoa käyttänyt. Laskuvarjon jätin
pois siitä syystä, että se tarttuu silloin helpommin tuulen vietäväksi. Laitteen kokonaispaino on 400-
500g, joten pallon rakenne todennäköisesti kestää, kun se tulee maanpinnalle (jos laskennat
pitävät paikkansa).

Laitteisto: Pallon sisällä on neljä eri videokameraa, jotka on sijoitettu seuraavasti. Yksi kamera
kuvaa suoraan alaspäin, yksi 45asteen kulmassa alaspäin ja kaksi kameraa vierekkäin 90 kulmassa.
Kameroiden ominaisuuksilla voitaisiin ottaa myös valokuvia, mutta ajastustoiminta puuttui kaikista.
Ehkä seuraaviin lentokertoihin saan hommattua valokuvaustoiminnolla ja ajastuksella varustetun
kameran. Seurantalaitteena toimii laite, joka toimii GSM,GPRS,GPS- verkoissa, joten toivottavasti
laitteisto saadaan tämän avulla löydettyä. Palloa voidaan seurata internetin ja tekstiviestien välityksellä.

Pallo räjähtää yläilmoissa itsestään, kuten olette jo edellä keskustelleet, mutta olen myös miettinyt
varajärjestelmää jos pallo ei kohoa tarpeeksi nopeasti yläilmoihin. Tällä haluan varmistaa, ettei
pallo joudu syöksyvirtauksien uhriksi ja kulkeutuisi liian kauaksi lähettämispaikasta. Laitteen
kyydissä on ajastin, jonka perässä moottori joka vapauttaa pallon Helium-pallosta. Vapautinlaitteisto
on vielä kehitteillä, mutta uskon saavani sen toimimaan muutamassa päivässä.


Hinta: Laitteisiin ja  materialeihin on kulut noin 250€. (Laskuissa on myös laskettu 1m3 heliumia)

Kysymys: Pystyykös observatorion laitteistolla seuraamaan helposti tälläistä palloviritelmää ja jos
pystyy, niin olisiko kiinnostusta lähteä seuraamaan. Edellyttäen ettei ajomatkat ole ihan poskettomia.


Jos säät selkenee, niin laittelen muutaman viikon kuluessa kuvia ensilennosta ja tietenkin jos löydän
laitteen.

Helmikuun hienot ilmat voisivat olla seuraava askel, jos tämä ensimmäinen lento onnistuu. Olisi kyllä hienoa,
jos joku porukasta onnistuisi projektissaan. Olen mukana yrittämässä jos teette jotain lentoja.

Terveisin: Rak.ins alku Seinäjoelta, jolla on hieman liikaa aikaa...

[oksanen]

Olen edelleen kiinnostunut olemaan mukana näissä pallohommissa. Jos pallo lasketaan liikkeelle Seinäjoelta, niin on todennäköistä että se seilailee kohti Jyväskylää. Voisi olla kiinnostavaa yrittää havaita palloa varsinkin jos se tulee lähialueelle. Hankasalmen radioteleskoopilla voisi ehkä myös seurata pallon lähetintä.

arto

[Mare Nectaris]

Runkona toimii 20cm halkaisijaltaan oleva styroxpallo, jonka kuoren paksuus on 3cm. Pallon pohjaan on rakennettu laskeutumisteline, jonka seurauksena en ole laskuvarjoa käyttänyt. Laskuvarjon jätin pois siitä syystä, että se tarttuu silloin helpommin tuulen vietäväksi. Laitteen kokonaispaino on 400-500g, joten pallon rakenne todennäköisesti kestää, kun se tulee maanpinnalle (jos laskennatpitävät paikkansa).
... Pallon sisällä on neljä eri videokameraa...

Olet varmaan laskenut tuolle mötikälle terminaalinopeuden. Se lienee hatusta heittäen 15-20 m/s, koska esine putoaa ilman laskuvarjoa.

Mahtaako olla vaarallista saada päähänsä puolen kilon mötikkä nopeudella 15-20 m/s (54-72 km/h).  Näsinneulassa työskentelevät katonkorjaajat eivät kuulemma työskentele silloin, kun alla voi liikkua ihmisiä. Jo alle 200 metrin korkeudelta putoava pienikin esine voi kuulemma olla vaarallinen.

[Pietari]

Itse epäilen että siinä laatikossa ei ole mitään ehjänä jos se tipuu ilman laskuvarjoa muutamasta kilometristä. Olen joskus testailut vesiraketin kestävyyden kun se tipuu 50 metristä, aika heikossa kunnossa on tipumisen jälkeen. Tee vaikka niin että, kiinnität varjon kiinni sillä lailla että servo voi irrottaa varjon tietyn ajan kuluttua esim. jotain 4 tuntia, jos se on tarttunut kiinni johonkin puuhun tai vastaaviin korkeisiin paikoihin.

[Kaizu]

Terminaalinopeus ei kasva vaikka ko. pallo tulisi kuinka korkealta. Jos pallo putoaa Näsinneulasta, 20m/sek nopeus saavutetaan n. kolmessa sekunnissa ja kun nopeus on saavutettu on pallo pudonnut n. 30 m siitä se jatkaa seuraavat 100m viidessä sekunnissa ja poksahtaa palasiksi maahan. Jos sama pallo putoaa kovin korkealta, kiihtyy se ensin suurempaan nopeuteen mutta tiheämpää ilmaa kohdatessaan hidastuu samaan terminaalinopeuteen jossa maan vetovoima ja ilman vastuksen voima ovat keskenään tasapainossa.

Laskuvarjoon voi laittaa niin pitkän köyden että hyötykuorma tulee maahan vaikka varjo jäisi puuhun.

Kaizu

[AP]

Jos hyötykuorman paino on 500g ja terminaalinopeus on vain 20m/s niin kyllä siitä aika mälli tulee suojaamattomaan kalloon. Noin pikaisesti laskien 100 Joulea iskuenergiaa. (Eli kyseisellä kapistuksella ei saa metsästää (juuri ja juuri  ). Suojaamattoman kallon paksuus päälaella on noin 4mm luuta. Suosittelen lämpimästi jonkinnäköistä laskuvarjoa.

T:AP

[oh2mqk]

Olet varmaan laskenut tuolle mötikälle terminaalinopeuden. Se lienee hatusta heittäen 15-20 m/s, koska esine putoaa ilman laskuvarjoa.

Antaa hatun olla hyllyssä, laskukone käteen:

  Vvajoamis = sqrt( ( 2 * m * g ) / ( rho_air * drag_area_sum ))

g = 0.5 kg, rho_air = 1.225 kg/m^3

"drag_area_sum" on summattu kunkin osakomponentin poikkipinta-alan ja ilmanvastuskertoimen tulo.

Pallolle ilmanvastuskerroin on noin 0.47, kulmikkaalle laatikolle asennosta riippuen välillä 0.8 - 1.1.

Läpimitaltaan 30cm pallon poikkipinta-ala on noin 0.070 m^2.

   Vvajoamis = sqrt ( ( 2 * 0.5 * 9.81 ) / (1.225 * (0.070 * 0.47))
             = sqrt ( 9.81 /  0.039 ) = sqrt ( 251 ) =  15.9 m/s  =  16 m/s


Laskuvarjon ilmanvastuskerroin on luokkaa 1.3, mutta sen ala on myös yleensä vähintään 1 m^3:

   Vvajoamis = sqrt ( ( 2 * 0.5 * 9.81 ) / (1.225 * (0.070 * 0.47 + 1.0 * 1.3))
             = sqrt ( 9.81 /  1.63 ) = sqrt ( 6.01 ) =  2.5 m/s

Kun muistetaan että:  Ekin = 1/2 * m * v^2,  niin jälkimmäisessä törmäysenergia on  1/41  osa ensimmäisestä.

Luotain putoaa silti nopeammin kuin mitä se meni ylös:
http://wiki.ham.fi/Ilmari-2007a#Pystysuora_liikenopeus_metrej.C3.A4.2Fsekunti.2C_aika_sekunteja_l.C3.A4hd.C3.B6st.C3.A4