Misja stratosferyczna z transmisją SSTV odbędzie się już 10 grudnia o godzinie 10:00*.

*zapasowy termin ustalony jest na godzinę 11:00. Alternatywnym terminem jest 11 grudnia o godzinie 10:00. Terminy zapasowe mogą być użyte w przypadku wystąpienia trudnych warunków atmosferycznych, ingerencji lokalnej wieży kontroli lotów lub problemów technicznych.

Misja jest głównym elementem akcji edukacyjnej skierowanej do szkół i uczelni.

Zapraszamy do wspólnej nauki przez zabawę także osoby indywidualne, zainteresowane ciekawymi aktywnościami. Do wspólnej zabawy zapraszamy także krótkofalowców.

Zapraszamy szkoły, instytucje edukacyjne, uczelnie wyższe, koła studenckie, krótkofalowców i wszystkich zainteresowanych do udziału w projekcie SSTV dla misji IGNIS.

SSTV (Slow Scan Television)

Czy wiecie, jak pierwsze satelity przesyłały na Ziemię zdjęcia wykonane techniką cyfrową? Używali do tego techniki, na której oparta została później transmisja SSTV. Podczas takiej transmisji zdjęcie zamieniane jest na sygnał dźwiękowy i przesyłany drogą radiową. Aby odebrać zdjęcie, należy odebrać sygnał radiowy i użyć dekodera, który zamieni sygnał dźwiękowy na pierwotny obraz. Technika ta jest używana głównie przez radioamatorów do transmisji obrazów na duże odległości, najczęściej przy użyciu balonów stratosferycznych. Obrazki metodą SSTV regularnie nadawane są także z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, kilka razy w roku.

SSTV służy dzisiaj również do celów edukacyjnych.

Polska Agencja Kosmiczna, w ramach działań edukacyjnych dla misji IGNIS przygotowała projekt, w którym obrazki związane z misją IGNIS i polskim sektorem kosmicznym będą nadawane z kapsuły zawieszonej pod balonem stratosferycznym.

Balon stratosferyczny – jak to działa?

Balon stratosferyczny, to duża powłoka lateksowa, wypełniana gazem lżejszym od powietrza, np. wodorem lub helem. Balon taki, w zależności od rozmiarów ma możliwość uniesienia ładunku do 2 kg. Limit ten regulują przepisy dotyczące bezpieczeństwa lotniczego w Polsce. Lot taki każdorazowo należy zgłaszać w Polskiej Agencji Żeglugi Powietrznej. To nie wszystkie wymogi związane z bezpieczeństwem.

Po napełnieniu balonu gazem lżejszym od powietrza, zyskuje on siłę nośną. Siła wyporu (zupełnie jak w cieczach) balonu w powietrzu, musi być większa od siły ciężkości ładunku podwieszonego pod balonem (i samej powłoki), aby balon mógł się wznieść. Układ wzbija się w coraz to wyższe partie atmosfery (na wysokości ok. 13 km mija troposferę, wkraczając w stratosferę), a gaz w balonie rozszerza się na skutek różnicy ciśnień. Im wyżej, tym niższe ciśnienie na zewnątrz. By wyrównać ciśnienie wewnątrz i na zewnątrz, wzrasta objętość gazu wewnątrz – gaz rozszerza się, jednocześnie jego ciśnienie maleje, a balon zwiększa swoje rozmiary. Na pewnej wysokości, najczęściej pomiędzy 30 a 40 km, powłoka balonu osiąga swój limit i pęka. Od tego momentu rozpoczyna się opadanie kapsuły. Spadochron zamocowany do ładunku początkowo nie pełni swojej funkcji, z uwagi na zbyt niską gęstość powietrza na tej wysokości. Prędkość, z jaką opada kapsuła na początku jest bardzo duża, wynosi do 50 m/s. W troposferze czasza spadochronu powoli wypełnia się powietrzem, spowalniając opadanie ładunku. Na ostatnich kilometrach kapsuła powinna opadać nie szybciej niż z prędkością 5-7 m/s.

Biuro Edukacji Kosmicznej ESERO Polska, w swoich zbiorach materiałów edukacyjnych zamieściło bardzo dobry scenariusz lekcji autorstwa jednego z Ambsasdorów Kosmicznych ESERO. Materiał można znaleźć tutaj.

Przebieg lotu

Start balonu odbędzie się z okolic Poznania. Pierwotnie był zaplanowany na okolice Wrocławia, lecz z uwagi na warunki pogodowe w dniu startu, został zmieniony, by kapsuła mogła wylądować na terenie Polski, na dostępnym terenie. Przed każdym lotem wykonywana jest predykcja trasy i potencjalnego miejsca lądowania. Daje to informację o konieczności wprowadzenia ewentualnych modyfikacji przebiegu lotu, poprzez zmianę np. miejsca startu, wielkości spadochronu, naprężenia linek lub ilości gazu. W okresie poźno jesiennym i zimowym, balony stratosferyczne przemierzają duże odległości poziome. Dzieje się to za sprawą tzw. jet streamów  (prądów strumieniowych – pasa bardzo silnych wiatrów) występujących w górnej częsci troposfery.

Kapsułę będzie można śledzić przez cały lot, na dedykowanych kokpitach lokalizatorów umieszczonych pod balonem:

https://view.signomix.com/~~cHVibGljOjE3NTk5OTYzMjE5NDg
https://view.signomix.com/~~cHVibGljOjE3NTk5OTYzMzUwOTc
https://view.signomix.com/~~cHVibGljOjE3NTk5OTYzNDY4NDM

Dane na tych kokpitach zaczną pojawiać się kilkadziesiąt minut przed lotem po uruchomieniu urządzeń pokładowych. 

Fot. Przykładowy kokpit w aplikacji Signomix.

Dodatkowo balon będzie widoczny na ogólnodostępnych serwisach zarządzanych przez krótkofalowców:

https://aprs.fi/, https://aprs-map.info/ (sp6zwr-12)

https://amateur.sondehub.org/ (sp6zwr-4fsk).

Fot. Przykładowy kadr z aplikacji aprs.fi (lewo) oraz amateur.sondehub (prawo)

W tych serwisach należy odnaleźć pole „szukaj” oznaczone symbolem lupki i wpisać znak podany w nawiasie przy linku. Innym sposobem jest odnalezienie Poznania na mapie, wtedy pojawi się ikonka balonu, którego lot będzie można śledzić.

Akcja SSTV dla misji IGNIS

10 grudnia Polska Agencja Kosmiczna we współpracy z polskimi krótkofalowcami przeprowadzi misję stratosferyczną. Na pokładzie balonu znajdą się:

• dwa nadajniki SSTV
• sprzęt badawczy Rady Studentów przy Prezesie POLSA
• kamery
• różne systemy komunikacyjno-pozycyjne.

Głównym celem misji jest transmisja SSTV. Obrazki będą nadawane przez dwa urządzenia działające na różnych częstotliwościach. Główna transmisja sygnału SSTV będzie odbywała się zgodnie z opisem w przesłanej wcześniej instrukcji w paśmie 2 m na częstotliwości 144.500 MHz FM z kodowaniem PD120. Dodatkowy nadajnik działał będzie w paśmie 70 cm na częstotliwości 437.625 MHz FM z kodowaniem PD120 również zgodnie z instrukcją.  

Zachęcamy wszystkich nauczycieli do odbierania obrazków wspólnie ze swoimi uczniami. Obrazki będzie można odbierać w całej Polsce od ok. 30 minut od startu balonu, do ok. 30 min przed lądowaniem kapsuły. Przez dłuższy okres z miejsc zbliżonych do pozycji balonu. Możliwość odbioru zależy ściśle od lokalizacji stacji odbiorczej i aktualnej pozycji balonu. Na mapie aprs.fi. po kliknięciu ikonki balonu, pojawi się okrągły zakres – zasięg radiowy balonu. Im wyżej będzie balon, tym większym zasięgiem obejmie obszar na Ziemi. Jeśli Wasza pozycja znajduje się w tym zakresie, oznacza to, że powinniście już odbierać sygnał SSTV. To samo dotyczy odbiorników webSDR. W instrukcji podano lokalizacje stacji odbiorczych, z których retransmitowany jest sygnał przez Internet. Można przełączać się między różnymi webSDRami, uzyskując dłuższy czas odbioru sygnału.

Czas odbioru jednego obrazka to ok 2 min. Gdy odbieramy sygnał odtwarzany przez głośnik radia lub komputera, należy wyeliminować szum tła, jeśli to możliwe. Rozmowy osób stojących obok, szumy, stuki, będą wpływały na jakość odbieranego obrazka.

Przygotowaliśmy dla Państwa obszerne opracowanie, które zawiera opis wielu możliwych form odbioru sygnału nadawanego z balonu dla misji IGNIS.

Jak odebrać obrazki?

Pobierzcie poradnik (instrukcję), którą przygotowaliśmy, by ułatwić Wam odbiór obrazków:

1. Odbiór za pomocą odbiornika SDR i komputera (opcjonalnie tabletu/smartfona)

Co będzie potrzebne: odbiornik SDR, antena, komputer, aplikacja dekodująca

2. Odbiór za pomocą odbiorników udostępnionych w sieci – WebSDR

Co będzie potrzebne: komputer z dostępem do sieci Internet

3. Odbiór za pomocą odbiorników amatorskich i radiostacji (radiotelefonów) przeznaczonych dla krótkofalowców

Co będzie potrzebne: odbiornik krótkofalarski, aplikacja dekodująca

Szkoły, instytucje edukacyjne, uczelnie wyższe, pasjonaci, krótkofalowcy, całe rodziny mogą przygotować się na odbiór obrazków związanych z misją IGNIS nadawanych w sytsemie SSTV z balonu stratosferycznego.

Serdecznie zachęcamy do przeprowadzenia w szkołach zajęć edukacyjnych przygotowujących do tematyki związanej z balonami stratosferycznymi oraz odbieraniem sygnału SSTV. Szkoły odbierają obrazki i wygrywają plakaty misji IGNIS i inne wyjątkowe upominiki.

Eksperyment Rady Studentów przy Prezesie POLSA

Eksperyment polega na wyniesieniu balonem stratosferycznym miniaturowej stacji meteorologicznej opartej na Arduino. Celem projektu jest zebranie danych o temperaturze, ciśnieniu, wilgotności i promieniowaniu UV w funkcji wysokości wznoszenia. Dane pozwolą wyznaczyć profil atmosfery, określić położenie tropopauzy i zbadać, jak atmosfera filtruje promieniowanie ultrafioletowe. Opracowanie danych posłuży także do stworzenia infografik o właściwościach atmosfery w formie plakatu edukacyjnego do pobrania dla szkół.

Akcja z nagrodami

Szkoły odbierają obrazki i wygrywają plakat misji IGNIS oraz inne wyjątkowe upominki.

W dniu startu opublikujemy post z zaproszeniem do wstawiania odebranych obrazków nadawanych z balonu metodą SSTV. Szkoły lub pojedyncze osoby, które odbiorą obrazki jedną z opisanych w poradniku metodą, zachęcamy do wstawienia ich w formie połączonej w jednym pliku w komentarzu pod postem. Plik powinien mieć naniesioną nazwę szkoły lub inicjały i miasto osoby, która je odebrała. Do pierwszych lub wybranych 50 autorów komentarzy z plikami, prześlemy nagrody związane z misją IGNIS – plakat i patch. Zachęcamy także do wstawiania relacji w mediach społecznościowych, dopisując „#SSTVdlaIGNIS”.

Przez zabawę uczmy się, poznawajmy nowe obszary, rozwijamy się!

Misja organizowana jest przez Polską Agencję Kosmiczną we współpracy z polskimi krótkofalowcami, w ramach Ogólnopolskiego Programu Edukacyjnego dla misji IGNIS.

Organizatorami misji IGNIS są: Ministerstwo Rozwoju i Technologii, Polska Agencja Kosmiczna i Europejska Agencja Kosmiczna.

Do czego służą misje stratosferyczne?

Warunki panujace w stratosferze znacznmie się różnią od tych, które mamy przy samej powierzchni Ziemi. W górnych warstwach troposfery temperatura spada do -50°C, następnie w stratosferze wzrasta do -20°C (na wysokości 40 km). Ciśnienie maleje wraz ze wzrostem wysokości, w troposferze spada gwałtownie do ok. 250 hPa, w stratosferze spada wolno lecz ciągle, do ok. 3 hPa. Ciśnienie przy powierzchni Ziemi wynosi 1013 hPa.

Na tych wysokościach, powyżej większości warstw chmur, gdzie gęstość powietrza jest już nieznaczna, atmosfera nie chroni już przed promieniowaniem jonizującym.

Są to idealne warunki do wykonywania relatywnie budżetowych testów sprzętów elektronicznych, mechanizmów, układów, materiałów lub substancji. Często wykonuje się w ten sposób testy sprzętu, który projektowny jest do lotu w kosmos, np. elementy satelitów lub całe mikrosatelity. Jest to także wspaniała okazja do prowadzenia badań naukowych w niskim ciśnieniu, temperaturze i wysokim promieniowaniu. 

Balony stratosferyczne wykorzystywane są także w meteorologii. Balony meteorologiczne wypuszczane są z kilku miejsc w większości państw kilka razy na dobę. W Polsce jest to 8 balonów dziennie (4 miejsca, po dwa dziennie). Pod balonem zawieszana jest jednorazowan sonda meteorologiczna, wyposażona w czujniki temperatury, wilgotności, ciśnienia, kierunku i prędkości wiatru. Dane są przesyłane radiowo do stacji naziemnych. Dane te służą do sprządzania i weryfikowania modeli pogodowych.

Misje stratosferyczne to także świetne narzędzie edukacyjne. W prosty i bardzo efektowny sposób uczniowie mogą wykonać swoje badania, przeprowadzić testy, czy przeprowadzić złożony projekt. 

Warto też wspomnieć o walorach estetycznych, czy artystycznych związanych z realizacją misji. Umieszczając odpowiedni aparat fotograficzny i/lub kamerę video uzyskujemy zapierające dech w piesiach obrazy Ziemi z wysokości do 40 km.