ATLAS 1 – La missione

ATLAS1 (che deriva dal dio Atlante della mitologia greca) è la prima missione programmata per il gruppo StratoLab.
La data del lancio era stata fissata per il 10 maggio 2014, ma è stata posticipata a data da destinarsi poiché siamo in attesa delle autorizzazioni per le comunicazioni radio.

L’obiettivo è quello di:

  • raggiungere la quota di 35.000 metri con un carico di circa 2,5kg;
  • verificare le procedure per il lancio (ovvero il corretto funzionamento dei dispositivi);
  • eseguire gli esperimenti proposti attraverso questo sito (se avete anche voi una proposta da fare, scriveteci! o compilate il modulo presente al link precedente).

In questa prima missione è stato deciso di accettare la proposta fatta dall’IPSIA di Brugnera (PN) – Istituto Professionale di Stato per l’Industria e l’Artigianato “Bruno Carniello”.

Proposta di esperimento:

si propone di utilizzare un campione di materiali quali:

      • pannello multistrati con adesivo poliuretanico
      • pannello multistrati con adesivo fenolico (multistrati marino)
      • pannello in fibra (m.d.f.)
      • pannello in fibra con bassa emissione di formaldeide (m.d.f. classe E1)
      • pannello truciolare
      • essenza legnosa.

Ciascuno dei pannelli verrà verniciato o laccato con prodotti vernicianti poliuretanici, poliesteri ecc..
Peso stimato circa 700g.

Lo scopo:

analisi del comportamento dei prodotti vernicianti e degli adesivi impiegati nel settore della produzione di elementi di arredo, sottoposti a condizioni estreme quali bassa temperatura ed intensa radiazione elettromagnetica (in particolare UV).

I campioni realizzati dalla scuola del legno ci sono stati consegnati e sono pronti per essere installati sul vettore (payload).

campioni Atlas1

Esperimenti 1 – ATLAS1 (IPSIA Brugnera – PN)

La composizione verrà installata sulla parte superiore del vettore permettendo la massima esposizione solare dei campioni.
Dentro ogni blocchetto verrà posto un sensore di temperatura per valutare le eventuali variazioni termiche provocate dai raggi solari durante il volo.

Nel vettore verrà inoltre installato:

  • il computer di bordo;
  • batterie ai polimeri di litio
  • pannelli solari (per la ricarica delle batterie in caso di durata anomale della missione; ad esempio in caso di smarrimento del vettore in fase di rientro)
  • sensori di temperatura (oltre a quelli presenti sui campioni di materiale legnoso) presenti su ogni pannello solare (4), all’interno del vettore (1) e un sensore all’esterno per controllare la temperatura dell’aria (1)
  • GPS (che funzioni oltre i 18.000 metri! molti GPS hanno delle limitazioni sulla massima quota di funzionamento)
  • IMU (accelerometro 3 assi, giroscopio 3 assi, magnetometro)
  • barometro assoluto che permetta di misurare pressioni estreme della stratosfera (usato anche per calcolare l’altitudine)
  • webcam ad alta definizione
  • buzzer (cicalino) che servirà ad avvisare in maniera sonora l’arrivo dal cielo del vettore (verrà attivato solo in fase di rientro del vettore per attirare l’attenzione delle persone);
  • pulsante per la disattivazione del buzzer;
  • un modulo radio per le comunicazioni con le centrali di terra (siamo in attesa di ricevere informazioni sulle frequenze utilizzabili per lo scopo)

Nota: all’esterno del vettore applicheremo una dicitura con:

  • l’indirizzo del gruppo (coincidente con quello della nostra scuola)
  • un numero di telefono da contattare
  • una grande scritta che riporti la NON pericolosità dell’oggetto (è già capitato ad altri gruppi di vedersi distruggere il vettore perché la gente, non sapendo cos’era, si è spaventata)
  • una descrizione su come spegnere il buzzer (in rete si trovano storie in cui la gente che ha ritrovato il payload lo ha immerso in acqua per spegnere il cicalino… noi vorremmo evitare) 

ATLAS 1 – Cosa lanciamo?

StratoLab cosa lanciamo

Il payload attualmente è progettato in E-PS, materiale leggero, adatto a resistere all’impatto con il suolo (che sarà ad una velocità di circa 5m/s), ma sufficientemente fragile in caso di impatto con velivoli (nota: anche le corde utilizzate per il collegamento tra il pallone e il carico avranno un carico di rottura pari a 220N). Oltre a resistere all’impatto, la “scatola” dovrà avere proprietà termicamente isolanti: nel tragitto le temperature potranno raggiungere circa i -60°C; le superfici esterne saranno rivestite da un materiale riflettente per aumentare la visibilità e limitare gli effetti che i raggi solari potrebbero provocare sulle superfici (surriscaldamento).

Gli esperimenti alloggiati varieranno di lancio in lancio e dipenderanno dalle proposte fatte dai visitatori di questo sito. Se hai un’idea, proponicela! Noi la valuteremo e, se è tecnicamente fattibile, cercheremo di realizzarla.

Vuoi sapere cosa porteremo nella stratosfera con il primo lancio? Leggi l'articolo ATLAS1 – La missione

A seguire un semplice schema della componentistica elettronica che verrà alloggiata all’interno del payload.
Ricordiamo che a seconda dell’esperimento scelto varieranno anche i sensori installati (rimarranno quelli di base utilizzati per la gestione del volo). Il nostro obiettivo è realizzare un payload con componentistica elettronica che sia riutilizzabile e modulare, espandibile e interfacciabile con i vari esperimenti futuri (utilizzando dei bus di comunicazione standard tra i vari moduli).

Un’idea di cosa verrà adottato a livello elettronico

Diagramma modulo di controllo

Per maggiori dettagli sulla componentistica elettronica vi rimandiamo al Diario Progettazione Elettronica.

Ovviamente ci sono mille soluzioni elettroniche adottabili: noi abbiamo scelto quella che permette l’uso di componenti progettati in Italia (ove possibile), di facile espansione (per i progetti futuri), usufruibile e programmabile dagli studenti che partecipano al progetto.

Missione ATLAS 2α

In attesa di essere pronto per il grande obiettivo, ovvero la missione ATLAS 2, il gruppo StratoLab ha pensato di porsi una meta più vicina, sotto forma di “missione propedeutica” a quella effettiva per verificare sperimentalmente le procedure, i materiali e le tecnologie che permetteranno la realizzazione di ATLAS 2.

Nasce così la missione ATLAS 2α, un’occasione per testare una configurazione di volo del pallone-sonda molto particolare e innovativa, che prevede che il modulo sia collegato direttamente al collo del pallone, senza cavi, con paracadute interno al modulo ed eiettabile, sensore di pressione e di temperatura interni al pallone e modulo costituito da tre diverse sezioni: una sezione di sfiato dell’elio in quota e di collegamento con il pallone, una sezione contenente l’avionica della missione e una sezione di alloggiamento ed espulsione del paracadute principale

Anche questa missione, come la precedente (Missione ATLAS 0) si configura come un lancio di un pallone libero non pilotato classificato come leggero (LIGHT).

La conformità di tale configurazione, comprensiva delle novità introdotte riguardanti lo sfiato in volo di elio è già stata sottoposta al parere degli organi competenti (ENAC) con esito positivo. Si prevede, infatti, la possibilità di controllare la quantità di gas presente nel pallone a seconda della quota. Il controllo verrà effettuato attraverso un meccanismo elettromeccanico che permette l’apertura del collo del pallone.

Il sistema di controllo della quantità di He nel pallone consentirà di gestire il sovragonfiaggio iniziale dello stesso per ottenere una veloce salita del sistema; superata una certa quota (quella dei forti venti e comunque sopra le quote di volo degli aerei, sopra i 15-18 km) il pallone verrà privato di una quantità tale di gas che ne permetterà una salita rallentata così da garantire l’esecuzione degli esperimenti in maggior tempo.

vettore02Il sistema di controllo dell’elio dovrà essere quindi posizionato sul collo del pallone senza poter interporre alcun cavo o paracadute.

Il paracadute principale sarà quindi inserito all’interno del modulo e sarà espulso ad una determinata quota (superiore alla quota dei forti venti) o alla rottura del pallone.

Naturalmente non mancano le difficoltà di carattere tecnico, ad esempio nella realizzazione della valvola di apertura del collo del pallone, nonché nell’aumento della complessità di gestione del paracadute principale; esso dovrà essere espulso solo dopo che è stata superata una determinata quota (quella di volo degli aerei e dei forti venti) così che il paracadute non funga da vela oppure nel caso in cui il pallone esploda (problema del “piccione”).

Nella missione ATLAS 2α saranno utilizzati diversi sensori i cui segnali formeranno il set di dati necessari al software del controllo per eseguire correttamente le operazioni in volo.

A fungere da computer di bordo sarà l’Arietta G25, un micro computer Linux embedded condensato in pochi centimetri quadrati. Un secondo sistema di controllo basato su Arduino è pronto a intervenire in caso di malfunzionamento del sistema principale, provvedendo alle funzioni di sicurezza (in modo da garantire il rientro sicuro del payload).

StratoLab si propone di realizzare l’evento nell’autunno prossimo, ma di questo verrà data notizia in seguito.

Maggiori dettagli sulla missione li potete trovare all'interno del documento presente al seguente link

Informativa ai sensi dell’art. 13 D.LGS. 30 giugno 2003 n.196

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