EL GLOBUS I EL PARACAIGUDES
El globus
Utilitzarem un globus de làtex, material natural provinent del cautxú, biodegradable i molt elàstic (de fet és el material més elàstic conegut), que ascendirà perquè la càrrega lligada a ell serà més lleugera que l'aire. Per aconseguir-ho, el globus ha de contenir un gas molt lleuger.
A mesura que el globus es vagi elevant, el gas s'expandirà per compensar amb augment de volum la baixada de temperatura. En expandir-se anirà empenyent les parets del globus fins que aquest no resisteixi més i explotarà.
El globus que necessitem ha de permetre l'ascensió d'una càrrega d'aproximadament 1800 g (2 sondes de 750 g cada una + paracaigudes, cordes, etc). Un globus de 1000 g que, segons dades del fabricant, té un diàmetre d'esclat de 8 m, ens hauria de permetre arribar als 30.000 m a una velocitat d'ascensió d'uns 5 m/s.
L'heli
Hem comparat l'heli, el gas emprat pels globus sonda i pels de festa (0,1785 kg/m3) amb l'hidrogen, el gas més lleuger (0,09 kg/m3) i hem après que l'hidrogen és tremendament volàtil i en contacte amb l'aire pot explotar amb facilitat, mentre que l'heli, en canvi, és molt segur: no explota encara que li apliquem foc, i no és en absolut nociu. Característiques de l'heli
Evidentment, inflarem el nostre globus amb heli, tot i que som conscients de la seva escassetat a escala mundial i dels problemes que això ocasiona, especialment per a les seves aplicacions en l'àmbit sanitari.
Per calcular la quantitat d'heli adient hem utilitzat l'eina de càlcul de Random Engineering. Segons aquesta, amb 3,66 m3 d'heli la nostra sonda pot arribar a uns 31.000 m a una velocitat de 4 m/s. Aquesta és la velocitat mínima d'ascensió recomanada per tal que el vent no desviï massa la sonda de la trajectòria vertical.
El paracaigudes
La missió del paracaigudes, que anirà lligat al globus, és aconseguir un aterratge suau de la sonda per tal de poder recuperar sense danys tant el material com les dades que s'hauran desat en la targeta SD de funcionament de la Raspberry Pi, així com les fotos i el vídeo.
En obrir-se el paracaigudes quan el globus esclati, la velocitat de descens de la sonda esdevindrà constant (sense acceleració). Aquesta velocitat s'obté quan el pes és igual al fregament amb l'aire.
Per calcular el diàmetre més adient per al paracaigudes hem utilitzat l'eina de càlcul de Random Engineering. Segons aquesta, per obtenir una velocitat de caiguda entre 4 i 5 m/s de la càrrega (1800 g) necessitem un paracaigudes de 48 polsades (1,22 m) de diàmetre.
El color del paracaigudes és important: un paracaigudes de color cridaner farà més fàcil trobar la sonda quan caigui.
Les cordes
Les cordes que lliguen el globus, el paracaigudes i les sondes estaran sotmeses a tensions i estrebades diverses. La nostra corda és de polipropilè, material molt elàstic (mòdul elàstic: 1,3 GPa) i molt resistent (resistència a tracció: 27 MPa)
La longitud de la corda és important: si és massa curta, la sonda es bellugarà molt, i si és massa llarga, en explotar el globus la corda caurà molt a baix, i amb el pes de les restes del globus, pot fer que s'enredi amb el paracaigudes.
Pel que fa als ancoratges de la sonda, un ancoratge de 4 o 6 punts des dels punts forts del paracaigudes a la sonda l'estabilitza i facilita que els cables no s'enredin.
Cal tenir present que si aquests cables són molt curts, la sonda es bellugarà molt, i són molt llargs, el paracaigudes pot començar a girar descontroladament i fins i tot no obrir-se.
Hem de tenir en compte també que si lliguem la sonda al paracaigudes per dalt, les estrebades poden arribar a desmuntar la tapa. Aixó ho hem solucionat posant la tapa en posició frontal. A més, hem fet que les cordes traspassin la caixa dins d'unes palletes de refresc, i hem ancorat per dalt i per baix.
.
