Proyecto estratosfera | Test de Trail 2 Plus a 27.000m
El proyecto estratosfera es una colaboración entre TwoNav y GoStem, una organización sin ánimo de lucro donde el objetivo principal es motivar a jóvenes estudiantes interesados en carreras STEM (ciencias, tecnología, ingenierías y matemáticas).
Desde TwoNav nos gusta involucrarnos en proyectos que promueven nuestros mismos ideales, la investigación constante en las últimas tecnologías forma parte de ellos, por ello nos sumamos a colaborar en este proyecto que apoya a jóvenes amantes de la ciencia a crear una sonda estratosférica siguiendo los mismos procedimientos de ingeniería que la NASA.
Para ello hace falta usar conceptos muy relacionados con el diseño de un GPS: Tecnología, matemáticas, física, diseño y comunicación. Era el proyecto ideal para poner a prueba nuestro nuevo GPS Trail 2 Plus, apoyando a futuros ingenieros, los verdaderos protagonistas de este reto.
Reto 27.000m. La Sonda
Teníamos un reto, exponer nuestro nuevo GPS Trail 2 plus a condiciones extremas, subiéndolo a 27.000m de altura acoplado a un globo lleno de helio.
Los alumnos de GoStem construyeron desde cero una sonda estratosférica que debía elevar una cápsula con una cámara de vídeo y el GPS, atada a la vez a un paracaídas, para cuando el globo explotara al llegar a la altura prevista en la estratosfera.
En el taller, los alumnos crearon la estructura, la cápsula forrada con papel térmico para proteger la cámara de las temperaturas extremas y el paracaídas a partir de sus propios cálculos y diseños, solucionando problemas de ingeniería aeronáutica.
La estructura debía soportar el peso de una cámara vídeo y sus pilas extra (pues las bajas temperaturas consumen rápidamente las baterías), más el peso de nuestro GPS, 220gr. Además debía elevarse de forma equilibrada, por lo que tuvieron que dividir los pesos.
El vuelo a la estratosfera
Una vez construída la estructura y el paracaídas, era el momento de la verdad, acoplarlo a un globo de helio y lanzarlo a la estratosfera. Seguramente el momento más emocionante de todo el proyecto.
Para determinar el punto de lanzamiento estuvimos mirando los partes meteorológicos para escoger el día perfecto. Debía ser un día en el que los vientos, tanto en superficie como en las capas altas de la atmósfera no fuesen muy fuertes para no tener que hacer demasiados kilómetros entre el punto de lanzamiento y el de recogida.
Elegido el día ideal, quedaba seleccionar la ubicación exacta, para ello utilizamos una web (http://predict.habhub.org/) donde se simula cuál será la trayectoria que haría el globo en todo su vuelo calculada mediante previsiones de viento en superficie y capas altas de la atmósfera.
La sonda debía caer lejos de cualquier zona poblada y lejos de grandes extensiones de bosque, que dificultaran la búsqueda y recogida de la sonda. introdujimos las velocidades de ascenso y descenso calculadas según pesos y volumen de helio del globo y…¡Ya teníamos el punto de lanzamiento! Fue en un campo junto a la población de Bellcaire d’Urgell.
El GPS en la estratosfera
Todos nuestros GPS cumplen con el estándar MIL-STD-810 de temperatura, golpes, agua y vibración, pero nunca antes un GPS se había expuesto a condiciones tan extremas como las de la estratosfera con temperaturas de -56º, fuertes vientos a partir de los 8000 m y una caída desde 27.000m de altura. Así que para nosotros era todo un reto.
¡Y el resultado no podía ser más satisfactorio! El GPS aterrizó en perfectas condiciones, y a pesar de que al llegar a la temperatura de la estratosfera, -56º C, la batería empezó a bajar más rápido de lo habitual y saltó un aviso en pantalla de batería baja, el Trail2 Plus siguió funcionando a pesar de las adversas condiciones climáticas exteriores.
A diferencia del GPS, la cámara fotográfica externa que lo acompañaba se apagó en el aterrizaje debido a las altas temperaturas de ese momento en la zona de aterrizaje, 40ºC, lo que constata que nuestros GPS están preparados para soportar tanto altas como bajas temperaturas, en este caso de -56ºC a +40ºC sin mayores inconvenientes.
Además gracias a SeeMe pudimos seguir en vivo el recorrido de la sonda, hasta donde la cobertura terrestre nos permitió, y saber el punto exacto de aterrizaje cuando el GPS volvió a entrar en zona de cobertura.
¡Ya podemos decir que nuestro GPS ha sobrevivido a la estratosfera!
El aterrizaje
Una vez empezamos a recibir información conforme el GPS empezaba a bajar, era el momento de afinar el plan de vuelo para tratar de averiguar el lugar más preciso posible para acercarnos a recogerlo.
La velocidad de descenso fue más rápida de la esperada, por la escasez de aire en las capas altas de la estratosfera, el paracaídas de la sonda no empezó realmente a frenar la caída hasta entrar en la atmósfera. Así que cuando llegamos a la ubicación retransmitida, la sonda ya había aterrizado. Sólo tuvimos que introducir en nuestros GPS de mano las coordenadas recibidas y empezar la búsqueda de la cápsula para poder disfrutar de las impresionantes imágenes que había captado la cámara de nuestro Trail 2 Plus volando por la estratosfera.
Este es el resumen de datos del vuelo de nuestro GPS:
Datos generales:
Altitud Max: 27.000m
Duración total del vuelo: 02:55:00
Distancia recorrida: 69.71 km
Velocidad horizontal media: 23,5 km/h
Temperatura mínima: -56ºC
Temperatura máxima: 40ºC
Datos de ascenso:
Duración del ascenso: 02:24:00
Velocidad de ascenso vertical: 3.1 m/s
Datos de descenso:
Duración del descenso: 00:31:00
Velocidad de descenso vertical: 14.5 m/s
Dar las gracias a GoStem, que aportó la asistencia en la construcción, diseño y parte legal, y todos los alumnos que se animaron a participar en este proyecto sin los que nuestro reto no hubiera sido posible.