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n18-ballonmission:start

N18 Ballonmission

Nach den Informationen und Erfahrungen der zweiten und dritten Ballon Mission der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen unter dem Rufzeichen DN4GB-11 (siehe CQDL 10-2015 Seite 37) haben sich einige Mitglieder des Ortsverbands N18 zusammen getan und ein ähnliches Projekt geplant. Ziel ist die Durchführung eines eigenen Stratosphärenballon-Experiments unter dem Rufzeichen DLØCRE-11 mit einer Nutzlast, die Telemetrieinformationen zu Temperatur und Luftdruck übermittelt, Live Bilder überträgt und Positionsdaten via APRS sendet.

Empfangsrapporte

Weitere Rapporte nehmen wir gerne unter ballon@n18.de entgegen und veröffentlichen sie an dieser Stelle.

  • OE5GOL in JN78fn (ca. 803 km, Ballon um 10:25 Uhr UTC in JO31qs)

Rapport von OE5PGM

  • DK2PU in JO31tq (ca. 116 km, Ballon um 09:51 Uhr UTC in JO31tr)

Rapport von DK2PU

Dokumentation und Auswertung der Daten

Start: 08:30 Uhr UTC

maximale Aufstiegsgeschwindigkeit: 7,74 m/s (27,86 km/h)

Um 10:25:26 Uhr UTC wurde in einer Höhe von 34.591 m Bild Nr. 235 aufgenommen, auf dem die Erde zu erkennen ist.

Um 10:26:26 Uhr UTC zeigt die folgende Aufnahme Nr. 236 das Platzen der Ballonhülle in einer Gipfelhöhe von 34.825 m.

Die Aufnahmen Nr. 236 bis 257 zeigen die Ballonhülle vor der Kamera.

Um 10:35:27 Uhr UTC erfolgt mit Bild Nr. 258 wieder der Blick auf die Erde aus einer Höhe von 19.131 m.

Die Nutzlast hat in diesen knapp 9 Minuten eine Strecke von 15.694 m abwärts zurückgelegt mit Teilen der Ballonhülle vor der Kameralinse. Dies entspricht für diesen Zeitraum einer mittleren Geschwindigkeit von 29,06 m/s, bzw. 104,63 km/h.

Nach den GPS-Daten betrug die maximale Sinkgeschwindigkeit der Nutzlast 49,87 m/s, bzw. 179,53 km/h.

Die maximale Horizontalgeschwindigkeit betrug 78 km/h.

Landung: 11:13 Uhr UTC

Die tatsächlich zurückgelegte Strecke der Nutzlast betrug 69,7 km.

Die Entfernung Start-/Landestelle belief sich auf 34,2 km Luftlinie.

APRS

DLØCRE-11 in APRS auf aprs.fi

DLØCRE-11 in APRS auf aprs.link

Die Logdatei der APRS Wetterstation DB0WXR vom 26.05.2016 db0wxr20160526.zip

Logdatei des APRS Digipeaters DB0REC vom 26.05.2016 aprx-rf-2016-05-26.log.zip

Bilder

Filme

Telemetrie

Darstellung der Vertikalgeschwindigkeit und der GPS-Höhe während des Flugs

Vertikalgeschwindigkeit und GPS-Höhe während des Flugs

Darstellung der gemessenen Temperaturen der drei Sensoren sowie der GPS-Höhe während des Flugs

Temperaturen während des Flugs

Darstellung des gemessenen Luftdrucks sowie der GPS-Höhe während des Flugs

Luftdruck während des Flugs

Darstellung der Horizontalgeschwindigkeit in Abhängigkeit der GPS-Höhe während des Flugs

Geschwindigkeit über Grund während des Flugs

Spannung der 4 Lithium Zellen während der gesamten Lebensdauer der Batterien

Spannungsverlauf während der Laufzeit der Batterien

Die Logdatei der Telemetrie-Daten vom 26.05.2016 telemetrie.zip

Die Logdatei der GPS-Daten vom 26.05.2016 gps.zip

Telemetrie als Cockpitdarstellung

Telemetrie als Graph

Telemetriedaten als Tabelle aufbereitet (Aufstiegsrate aus Höhe und Zeit nachträglich berechnet) telemetry.ods

Liveticker (beendet)

Als Vorbereitung auf die Mission und zwecks Dokumentation findet sich hier ein Liveticker.

Mission am 29.05.2016 um 12:47 Uhr beendet.

23.04.2016, Die Genehmigung der Bezirksregierung Münster für den geplanten Start der Ballonmission liegt nun vor.

Der neue Starttermin für die Mission steht fest! Der zweite Startversuch findet am 26. Mai 2016 (Fronleichnam) um 10:00 Uhr MESZ statt.

Kontakt zum Missionsteam

Das Missionsteam trifft sich mehr oder weniger regelmäßig an den OV-Abenden des OV N18 am Vereinsheim. Besucher, Interessierte und Unterstützer sind jederzeit herzlich willkommen. Außerhalb kann das Team auch jederzeit per Email an ballon@n18.de erreicht werden.

Details zum Start

Nach aktuellem Stand:

  • Datum: 26.05.2016 - 20.02.2016
  • Uhrzeit: 10:00 Uhr MESZ (08:00 Uhr UTC)
  • Ort: Modellflugplatz an der Bergstraße in 45665 Recklinghausen

Countdown

29.05.2016, 12:47 Uhr MESZ, Mission erfolgreich beendet.

Bis zum Starttermin des Stratosphärenballons DL0CRE-11 erfolgen während des Countdowns an dieser Stelle tägliche Kommentare zu den Bahnberechnungen für den Starttermin. Diese beginnen eine Woche vor dem Start und erfolgen mit der Seite habhub.org.

Es wird mit folgenden Annahmen gerechnet:

Höhe des Startplatzes über NN 105 m; Aufstiegsgeschwindigkeit 5 m/s; maximale Höhe des Ballons beim Platzen der Hülle 30.000 m; Sinkgeschwindigkeit 5 m/s.

Darüber hinaus wird am Abend das Wettersatellitenbild, empfangen bei DB0WXR, des jeweiligen Tages dargestellt, um einen Überblick zur Wettersituation zu erhalten.

Donnerstag, 26.05.2016, 05:00 Uhr MESZ

Vorhersage NOAA Wetterbild NOAA 05:24 Uhr

Erstellt mit OpenStreetMap. Direkt zur Karte
Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Der vorausberechnete Landeort liegt noch näher am Startplatz: Lüdinghausen. Bedingt durch die relativ geringen Windbewegungen haben wir auch wenig Seitwärtsdrift.

Das NOAA Infrarotbild von 03:45 Uhr MESZ. Die Wolkenlücke hat uns erreicht. Das Wetter um 05:00 Uhr MESZ: Es ist wolkenlos. Wir haben 7 Grad Celsius, 1015 hPa, Luftdruck steigend, Windstille. Besser kann es gar nicht sein für den Start eines Stratosphärenballons.

Das rechte NOAA Infrarotbild von 05:24 Uhr MESZ zeigt es noch besser:

UP, UP AND AWAY!

Zusatzinformation

Flugroute von L3723558
Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Die Route der Wettersonde, die um 00:45 Uhr MESZ von Essen aus gestartet wurde, sieht der Vorhersage für den Ballon sehr ähnlich.

Mittwoch, 25.05.2016, 08:30 Uhr und 21:30 Uhr MESZ

Vorhersage Vorhersage

Erstellt mit OpenStreetMap. Direkt zur Karte bzw. Karte

NOAA Wetterbild 25.05.2016

Im Vergleich zu gestern rechnet die Vorhersage nicht mehr mit einer Landung östlich von Senden, sondern südlich. Die Seitwärtsdrift ist damit noch geringer geworden.

Dem Start steht nichts mehr entgegen. Zumindest der morgige Vormittag wird trocken bleiben. Wir werden nur geringen Wind haben.

Zusatzinformationen (16:30 Uhr MESZ)

Flugroute von L4743467
Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Die Route der Wettersonde aus Essen, gestartet um 12:45 MESZ. Sehr schön ist zu erkennen, dass der Ballon in der oberen Aufstiegsphase in eine andere Windströmung gerät. Diese Strömung aus Südwesten soll sich bis morgen durchgesetzt haben. Damit stimmt wahrscheinlich die Vorhersage für den Starttag.

Zusatzinformationen (04:30 Uhr MESZ)

Flugroute von L3744137
Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Die Route des Wetterballons aus Essen, gestartet um 00:45 MESZ. Sie ist fast „spiegelverkehrt“ zur Vorausberechnung von gestern und treibt den Ballon nach Nordwesten. Es herrscht Wind aus Süd-Ost vor. Einzig die Ost-West Strömung in den oberen Schichten bleibt erhalten. Wir sind gespannt, ob sich der Wind bis morgen dreht.

Dienstag, 24.05.2016, 20:00 Uhr MESZ

Vorhersage NOAA Wetterbild vom 24.05.2016

Erstellt mit OpenStreetMap. Direkt zur Karte
Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Der Landeort liegt in der Nähe von Senden im Münsterland. Das Team muss den Startort vielleicht nicht verlassen, sondern kann der Landung direkt zusehen ;-)

In der Stratosphäre herrscht eine relativ geringe Windbewegung mit einer vorherrschenden Ost-West Strömung. Dahingegen ist in den tieferen Schichten die Südwest-Richtung maßgebend.

Das Regengebiet ist zum größten Teil hier durchgelaufen. Vereinzelte Schauer können noch auftreten. Diese sollten aber nicht stören, da die Temperaturen nicht hoch sind und keine Gewitter auftauchen sollten.

Montag, 23.05.2016, 20:00 Uhr MESZ

Vorhersage NOAA Wetterbild vom 23.05.2016

Erstellt mit OpenStreetMap. Direkt zur Karte
Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Die Vorhersage zeigt noch weniger Windbewegung, so dass der Ballon eine geringere Strecke zurücklegt. Der Landeort ist in der Nähe von Dülmen.

Das Wetterbild von heute zeigt sehr schön das kompakte Wolkenband mit viel Regen. Von Westen nähern sich weniger Wolken. Für den Starttag ist vormittags nur zu ca. 37 % mit Regen zu rechnen. Es sieht gut aus für den Start. Hoffen wir, dass der Wind nicht zu kräftig auffrischt.

Sonntag, 22.05.2016, 23:00 Uhr MESZ

NOAA Wetterbild

Der vorausberechnete Landeort ist in der Nähe von Billerbeck.

Samstag, 21.05.2016, 21:00 Uhr MESZ

Vorhersage NOAA Wetterbild vom 21.05.2016

Erstellt mit OpenStreetMap. Direkt zur Karte
Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Gipfelhöhe: 29855 m

Landung: 12:25 Uhr MESZ

Flugzeit: 2:25 h

Nach der Vorhersage von heute herrschen am 26.05.2016 geringere Windgeschwindigkeiten, so dass der Ballon in der Nähe von Billerbeck landet.

Westlich von Großbritannien zeigt sich der Atlantik recht ruhig mit einer Luftströmung aus Nord, was uns die kältere Witterung nach dem Regen bringt. Das Regengebiet ist zur Zeit über England.

Zusatzinformation:

Die heutige Route des Wetterballons K5013861 vom Wetteramt Essen:

Start: 12:45 Uhr MESZ

Gipfelhöhe: 14:26 Uhr MESZ mit 32.150 m Höhe

Letztes Signal: 14:46 Uhr MESZ mit 2.192 m Höhe

Flugroute von K5013861

Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Die Daten werden von DL0HT-10 in das APRS Netz eingespeist. Einen ausgezeichneten Überblick gibt die website wetterson.de. Hier ist auch ein Live Ticker mit allen in Bremen empfangenen Wetterballonen.

Freitag, 20.05.2016, 20:00 Uhr MESZ

Vorhersage NOAA Wetterbild vom 20.05.2016

Erstellt mit OpenStreetMap. Direkt zur Karte
Kartenmaterial © OpenStreetMap-Mitwirkende

Berechnete Gipfelhöhe: 29.855 m

Gesamtflugzeit: 2:25 h

Landezeitpunkt: 12:25 Uhr MESZ, zwischen Ibbenbüren und Osnabrück

Die Richtung bleibt bestehen. Das Wetterbild zeigt über dem Atlantik weniger Bewölkung. In den nächsten Tagen laufen zunächst die Regengebiete durch. Danach wird es etwas kühler, aber auch trockener.

Donnerstag, 19.05.2016, 20:00 Uhr MESZ

NOAA Wetterbild vom 19.05.2016

Die Flugbahnberechnung wurde durchgeführt mit den o.g. Angaben.

Der vorausberechnete Landeort befindet sich südlich von Osnabrück an den Ausläufern des Teutoburger Waldes. Es ist damit zu rechnen, dass es sich um ein bewaldetes Gebiet handelt.

Der Frühling hält mit höheren Temperaturen Einzug. Von Westen nähert sich wieder ein Tief mit Regen, das allerdings bis zum Starttag durchgezogen sein wird.

Nutzlast

Die Nutzlast wird aus einem Raspberry Pi (A+) plus einem Pi-in-the-Sky Board und einem APRS Tracker Board bestehen.
Alle 3 Boards sind in Sandwitchbauweise aufeinander gesteckt und über die 40-polige GPIO-Steckerleiste miteinander verbunden.
Das PitS Board wurde außerdem um Druck- und Temperatursensoren erweitert.

Bilder werden über das Raspberry Pi Kamera Modul in Full-HD aufgenommen und auf der SD-Karte gespeichert. Das jeweils letzte Bild davon wird in verkleinerter Auflösung mittels SSDV auf 70cm ausgesendet.

2m APRS Sender

  • Frequenz: 144,800 MHz
  • Leistung: 300mW
  • Rufzeichen: DLØCRE-11
  • Betriebsart: FM bzw. 1k2 AFSK

70cm SSDV/RTTY Sender

  • Frequenz: 434,250 MHz
  • Leistung: 10mW
  • Rufzeichen: DLØCRE
  • Betriebsart: USB, RTTY 300 baud 600 Hz Shift

Empfang bzw. Dekodierung

Um die Aussendungen der Nutzlast zu dekodieren, ist ein wenig Software zu installieren. Für das Mitschreiben der APRS Aussendungen kann ein herkömmlicher TNC für 1k2 Packet Radio sowie ein Programm für das Tracking verwendet werden. Das kann z.B. ein TNC2multi mit Xastir unter Linux oder ein Soundkarteninterface mit UIView unter Windows sein. Alternativ kann man die APRS Positionen auch unter aprs.fi verfolgen.

Um die Telemetrieaussendungen zu dekodieren bzw. das Bildmaterial zu empfangen ist weitere Software notwendig. Wir nutzen dl-fldigi. Dabei handelt es sich um eine für Ballon Missionen modifizierte Version des bekannten Multimode Programms fldigi. Installation und Konfiguration sind auf der Seite dl-fldigi beschrieben.
Als Empfänger kann jedes 70cm Funkgerät, das über die Betriebsart „SSB“ verfügt, genutzt werden. Ein Soundkarteninterface stellt die Verbindung zum Rechner her.


Wenn kein Funkgerät vorhanden ist, kann für den Empfang auch der Funcube-Dongle oder ein DVB-T Stick (RTL Chip) mit SDR# Software verwendet werden. Dieser muß leicht kalibriert werden, z.B. mit einem Radiosender. Vereinzelt ergab sich eine Shift von 8.000 Hz. Die Software „Virtual Audio Kabel“ leitet das empfangene Signal von dem DVB-T Stick weiter als eine neue Soundquelle (Line 1 - Virtual Audio Cable). In dl-fldigi kann die Quelle als Capture in Port Audio ausgewählt werden.

dl-fldigi im Live-Betrieb

Nach erfolgreicher Installation von dl-fldigi in dem Drop-Down Menü [1] den Eintrag „DL0CRE-11“ auswählen. Die Felder „Payload“ und „Multi Mode“ werden gefüllt. Nun den Button „Auto-configure“ klicken und die Daten werden übernommen. Bei korrekter Konfiguration von dl-fldigi erscheinen sofort nach korrekter Auswertung der empfangenen Telemetrie Daten die ausgefüllten Felder unter [2] und [3]. Das Feld [3] ist nun auch „grün“ hinterlegt.
In Feld [4] sind die Rohdaten zu sehen. Die kryptischen Zeichen sind dabei die Bild Daten.
Um die empfangenen Bilder zu sehen, muss in dl-fldigi unter „View“ der Eintrag „SSDV RX“ aktiviert werden.Das Fenster [6] erscheint nun auf dem Bildschirm und füllt sich mit jedem zu dekodierenden Datenpaket. dl-fldigi ist so Konfiguriert, dass die empfangenen Bilder immer upgeloaded werden. Somit wird dann ggf. aus vielen Teilbildern ein komplettes Bild zusammen gesetzt. Daher bitte im Menü unter „DL Client“ die Option „Online“ aktivieren / aktivert lassen.

Aufbau der Ballon-Hardware sowie der mobilen Tracking-Hardware

Im folgenden Bild wird ein Überblick über die Ballon-Hardware sowie über die Hardware im Verfolgerfahrzeug gegeben.
Die Hardware für den Empfang der Daten und Bilder der Feststation (OV-Heim) und auch aller weiteren Bodenstationen dürfte dem Aufbau im Bergungsfahrzeug ähnlich aussehen.
Dabei wird in der Regel der Internet-Zugang über einen xDSL Anschluss anstelle des 2G/3G/4G Router realisiert und es werden PC's anstelle der Laptop's eingesetzt.

Links

Statistik

n18-ballonmission/start.txt · Zuletzt geändert: 09.06.2016 22:09 von df2et