Projet Stratosphère | Test Trail 2 Plus à 27 000 m

Le projet stratosphere est une collaboration entre TwoNav et GoStem, une organisation à but non lucratif dont l’objectif principal est de motiver les jeunes étudiants intéressés par les carrières STEM (science, technologie, ingénierie et mathématiques).

Chez TwoNav, nous aimons nous impliquer dans des projets qui promeuvent nos mêmes idéaux, la recherche constante des dernières technologies en fait partie, c’est pourquoi nous nous joignons à la collaboration sur ce projet qui soutient les jeunes passionnés de science pour créer une sonde stratosphérique suivant la même ingénierie procédures que la NASA.

Pour cela, il est nécessaire d’utiliser des concepts étroitement liés à la conception d’un GPS : Technologie, mathématiques, physique, design et communication. C’est pourquoi nous avons pensé que c’était un projet idéal pour mettre à l’épreuve notre nouveau GPS Trail 2 Plus, en soutenant les futurs ingénieurs, les véritables protagonistes de ce défi.

Défi de 27 000 m. l’enquête

Nous avons eu un défi, exposer notre nouveau GPS Trail 2 plus à des conditions extrêmes, en le lançant à une hauteur de 27 000 m attaché à un ballon gonflé à l’hélium.

Les étudiants de GoStem ont construit à partir de zéro une sonde stratosphérique qui devait soulever une caméra vidéo, un GPS et un parachute pour le moment où le ballon a explosé dans la stratosphère.

Dans l’atelier, les étudiants ont créé la structure, la capsule doublée de papier thermique pour protéger la caméra des températures extrêmes, et le parachute sur la base de leurs propres calculs et conceptions, résolvant des problèmes d’ingénierie aéronautique.

La structure devait supporter le poids d’une caméra vidéo et de ses batteries supplémentaires (car les basses températures consomment rapidement les batteries), plus le poids de notre GPS de 220gr. Il devait également monter de manière équilibrée, ils devaient donc diviser les poids.

Le vol

Une fois la structure et le parachute construits, c’était le moment de vérité, de le fixer à un ballon d’hélium et de le lancer dans la stratosphère. Probablement le moment le plus excitant de tout le projet.

Pour déterminer quel serait le point de lancement avant, nous regardions les prévisions météo pour choisir la journée parfaite. Ce devait être un jour où les vents, tant à la surface que dans les couches supérieures de l’atmosphère, n’étaient pas très forts pour ne pas avoir à parcourir trop de KM entre le point de lancement et le point de “pick-up” .

La sonde devait tomber loin de toute zone peuplée et loin de vastes étendues de forêt, ce qui rendrait difficile la recherche et le ramassage de la sonde. Nous avons entré les vitesses de montée et de descente en fonction du poids du ballon et du volume d’hélium et… Nous avions déjà le point de lancement ! C’était dans un champ à côté de la ville de Bellcaire d’Urgell.

GPS

Tous nos appareils GPS sont conformes à la norme MIL-STD-810 pour la température, les chocs, l’eau et les vibrations, mais jamais auparavant un GPS n’a été exposé à des conditions aussi extrêmes que celles de la stratosphère avec des températures de -56 ºC, des vents violents à partir de 8 000 m et une chute de 27 000 m de haut. Donc pour nous, c’était tout un défi.

Et le résultat ne pourrait pas être plus satisfaisant ! Le GPS a atterri dans des conditions parfaites, et malgré le fait qu’en atteignant la température de la stratosphère, -56º C, la batterie a commencé à baisser plus rapidement que d’habitude et qu’un avertissement de batterie faible est apparu à l’écran, le Trail2 Plus a continué à fonctionner malgré les conditions météorologiques défavorables à l’extérieur.

Contrairement au GPS, la caméra externe qui l’accompagnait a été éteinte à l’atterrissage en raison des températures élevées à ce moment-là dans la zone d’atterrissage, 40ºC, ce qui confirme que notre GPS est prêt à résister aux températures élevées et basses, dans ce cas à partir de 40º à -56% sans broncher.

De plus, grâce à SeeMe nous avons pu suivre en direct la trajectoire de la sonde, dans la mesure où la couverture au sol nous le permettait, et connaître le point d’atterrissage exact lorsque le GPS est rentré dans la zone de couverture.

On peut déjà dire que notre GPS a survécu à la stratosphère !

L’atterrissage

Une fois que nous avons commencé à recevoir des informations alors que le GPS commençait à baisser, il était temps de peaufiner le plan de vol pour essayer de trouver l’endroit le plus précis possible à approcher pour le capter.

La vitesse de descente a été plus rapide que prévu, en raison du manque d’air dans les couches supérieures de la stratosphère, le parachute de la sonde n’a vraiment commencé à ralentir qu’à son entrée dans l’atmosphère. Donc au moment où nous sommes arrivés à l’endroit relayé, la sonde avait déjà atterri. Nous n’avions qu’à entrer les coordonnées reçues dans notre GPS portable et commencer à chercher la capsule pour pouvoir profiter des images impressionnantes capturées par la caméra de notre Trail 2 Plus volant à travers la stratosphère.

Voici le résumé des données de vol de notre GPS :

Données générales:
Altitude maximale : 27 000 m
Durée totale du vol : 02:55:00
Distance parcourue : 69,71 km
Vitesse horizontale moyenne : 23,5 km/h
Température minimale : -56º
Température maximale : 40 °C

Données d’ascension :
Durée de l’ascension : 02:24:00
Vitesse de remontée verticale : 3,1 m/s

Données de descente :
Durée de la descente : 00:31:00
Vitesse de descente verticale : 14,5 m/s

Remercier GoStem, qui a fourni une assistance dans la construction, la conception et la partie juridique, et tous les étudiants qui ont été encouragés à participer à ce projet sans qui notre défi n’aurait pas été possible.