StratoSpera

Lasciata alle spalle la terza edizione di AstronautiCON, la mini convention annuale dedicata all’astronautica, allo spazio e all’incontro tra persone che hanno questa scienza come propria passione principale, sono felice di poter annoverare tra i successi di questa manifestazione anche la presentazione del progetto Stratospera.
Qualche mese fa, con un gruppo di amici animati dal sempre arguto osservatore Paolo Amoroso, abbiamo pensato di “emulare” alcune esperienze di lanci di palloni sonda avvenuti all’estero, e imbarcarci a nostra volta in un’impresa analoga.
Confesso di essere subito rimasto entusiasta della felice intuizione di Paolo, pur non avendo alcuna delle capacità e conoscenze tecniche dei miei compagni di avventura. Mi è parsa imperdibile l’occasione offerta dal lancio di un pallone sonda: arrivare ai confini dello spazio, l’ambiente delle mie fantasie giovanili e della mia grande passione di adulto, usando un mezzo relativamente economico, semplice e sicuro.
Tuttavia il lavoro che ci attende nei prossimi mesi è complesso e interdisciplinare, ma i ritorni di una realizzazione simile promettono di essere molteplici e (cosa a me graditissima) fruibili anche da parte del pubblico che non annovera l’astronautica tra i propri interessi.

La possibilità comunicativa che Internet offre attraverso questo blog è una risorsa preziosa, che ci consente di condividere con tutti voi i vari momenti della realizzazione, sperando che generi curiosità e interesse nelle scienze legate all’esplorazione del cosmo. Potrete seguire prima on line, e poi (perchè no) anche di persona le varie fasi di progettazione, costruzione, lancio e recupero del nostro pallone sonda. Se le caratteristiche tecniche del pallone ce lo consentiranno, potremmo coinvolgervi direttamente anche nella “composizione” di una parte del payload. Vedremo!
La neonata associazione ISAA, organizzatrice di AstronautiCON e che vede tra i suoi iscritti tutti i collaboratori di questo progetto, “sposa” Stratospera con forza e convizione, ed è con orgoglio che immagino il vessillo nel nostro neonato sodalizio salire sempre più su, ai confini della stratos(f/p)era…
Ma più di ogni “endorsement” ufficiale di enti e associazioni, ci auguriamo di ricevere il massimo supporto da parte di tutti voi, amici lettori, con tanta pubblicità e, in futuro, qualche donazione in cambio di alcune curiose sorprese che stiamo preparando e che sveleremo al momento opportuno.

Ad Astra!

La nostra presentazione

Due nuovissime aggiunte al Team di Stratospera questa settimana: Matteo “AstroTeo” Negri e Davide “Spock” Andreani si uniscono all’agguerrita squadra dei palloni gonfiati, lavorando ad un ambizioso e interessante progetto di… contatore Giger!

Attivissimi utenti di ForumAstronautico.it, Matteo è Segretario del Gruppo Astrofili di Ferrara, e webmaster del famosissimo (mai abbastanza) sito anticomplottista http://www.siamoandatisullaluna.com/. mentre Davide Andreani è il Presidente del medesimo gruppo Astrofili, che ha scritto l’eccezionale script di controanalisi che sta alla base del nascendo documentario anticomplottista, risposta all’episodio del 3 marzo 2008 di Voyager.

Grazie di esservi uniti a noi!

Rino Casella, l’utente lovell di Forumastronautico.it, è un nuovo membro del team di StratoSpera. Rino, che da tempo lancia palloni ad aria calda in eventi e manifestazioni pubbliche (foto di un suo lancio), ha iniziato a parlarci dei requisiti ed aspetti normativi del lancio di un pallone. Con la sua esperienza ci assisterà in questi importanti adempimenti.

- Paolo

L’altro “motore”, anche se figurato, del nostro pallone stratosferico è la necessario autorizzazione amministrativa al lancio rilasciata dalle competenti autorità aeronautiche. Come spiegherò successivamente, la normativa vigente indica alcuni precisi limiti dimensionali al di sopra dei quali è addirittura necessario equipaggiare il pallone con un transponder.

Per poter lanciare il pallone è necessario richiedere un NOTAM (acronimo di NOtice To Air Men), ovvero un notiziario contenente quelle informazioni fornite ai naviganti ai fini della sicurezza delle operazioni di volo riferite ad attività valutate ed autorizzate in precedenza dai vari enti aeronautici competenti. In sostanza, tale documento consente un temporaneo utilizzo dello spazio aereo per manifestazioni aeree, lancio di paracadutisti, fuochi pirotecnici, emissioni di raggi laser e…”lancio di palloni liberi, aerostati e dirigibili non vincolati“…

La richiesta del NOTAM, disciplinata dalla  circolare AIP-ENAV 4/2003, oltre a richiedere la presentazione di un elevato numero di documenti, impone un grave limite agli organizzatori: deve essere tassativamente presentata almeno 45 giorni prima del lancio. Una volta individuata la “finestra di lancio” ed ovviamente la località da cui innalzare il pallone, bisogna compitare due “notiziari” sugli appositi moduli: uno speciale, contenente tutti i dati utili (caratteristiche esterne dell’aerostato, coordinate del sito, limiti laterali e verticali, la durata prevista del volo, la velocità ascensionale, il raggio in cui si presume svolgere l’attività, il nome e recapito del responsabile del lancio, le caratteristiche del trasponder, se previsto) ed uno generale (caratteristiche costruttive, eventuale presenza di equipaggio (!), servizi sanitari e di emergenza).

Ai due moduli, redatti su carta intestata dell’ente od organizzazione richiedente, bisogna allegare anche la dichiarazione del costruttore del pallone, del responsabile dell’organizzazione e il nulla-osta del proprietario del terreno da cui viene effettuato il lancio (se pubblico, del Comune o dell’Ente competente). Il notiziario speciale è il documento più importante perché deve essere “vistato” da molti enti civili e, se necessario, anche militari: il controllo radar del traffico aereo (per il centro-nord, l’ACC di Milano Linate), l’ENAV e la Direzione della circoscrizione aeroportuale (ENAC) competenti, il Comando dell’Aeronautica Militare di zona (se presente attività operativa). I pareri dei vari enti servono a verificare che il lancio (e il relativo volo) del nostro pallone non interferiscano con attività aeree già programmate. Se la data e l’ora sono incompatibili, allora bisogna presentare una nuova richiesta.

In un prossimo articolo schematizzerò i passaggi successivi per giungere al tanto sospirato fax di autorizzazione contenente i riferimenti relativi all’avvenuta emissione del NOTAM. E’ importante però qui sottolineare, come avevo indicato in precedenza, che il regolamento ENAC  ”Regole dell’Aria”, ovvero l’insieme delle regole che disciplinano le operazioni degli aeromobili all’interno del traffico aereo su cui è competente lo Stato italiano, prevede, all’art. 3.1.9, non solo che ”le operazioni relative al lancio di palloni liberi non pilotati devono essere condotte in modo tale da ridurre al minimo i rischi per le persone, le cose e gli aeromobili“, ma anche che i palloni con:

“- una massa totale uguale o superiore ai 6 kg.;

- un carico con massa uguale o superiore ai 3 Kg.;

- un carico con massa uguale o superiore ai 2 kg e una densità superficiale superiore ai 13 g per cmq; o

- una fune, o altro dispositivo per il trasporto del carico, avente un limite di rottura uguale o superiore ai 230 N

devono essere equipaggiati con un transponder avente il riporto automatico di quota operante sul codice assegnato“.

La norma non è altro che la traduzione dall’inglese dell’Appendice 4, dell’ annesso 2 ICAO (Rules of the Air) relativo al lancio degli Unmanned Free Balloons (a cui fa peraltro diretto riferimento la citata circolare AIP-ENAV). Questa normativa internazionale, in quanto più complessa ed articolata di quella ENAC, merita di essere esaminata in dettaglio nel prossimo articolo (segue).

Rino

Nulla di più azzeccato per la nostra storia… e come si può far scendere in maniera non troppo traumatica ciò che prima dovrebbe essere salito molto, forse per decine di km?

Ovviamente si direbbe subito un paracadute, già ma quale paracadute? Quale dimensione, quale materiale, quale velocità di discesa, quale peso, quale resistenza?

Tante domande per un’unica risposta, che si spera sia azzeccata.

Fra i produttori, diversamente dai palloni la scelta è un po’ più ampia anche se precedenti “colleghi” e un’ottima reputazione sul web ci hanno fatto propendere per Rocketman Inc. una ditta specializzata in paracaduti per razzi-modellismo ma che potrebbe fare, con la sua gamma di prodotti, al caso nostro.

Sul mercato ci sono palloni per velocità supersoniche o rinforzati per grossi pesi, ovviamente non sono necessarie queste caratteristiche per il nostro scopo. Bisogna però valutare un parametro che per noi può essere vitale, la velocità di discesa.

Dalle tabelle pubblicate dal costruttore e valutando il nostro payload nell’ordine dei 2-2,5kg siamo giunti alla conclusione che un paracadute da 5ft di diametro faceva al caso nostro.

Il paracadute scelto ci permette di mantenere un rateo di discesa, con il peso preventivato, di circa 5m/s, del tutto in sicurezza per la protezione del payload all’impatto, e un peso del sistema di discesa in 113g circa. E’ realizzato in nylon, il colore è di un bel rosso fosfo (no non siamo così narcisi, ma il colore può rivelarsi fondamentale in fase di ricerca una volta atterrato), una forma che dovrebbe permettere una discreta stabilità e un’apertura variabile e regolabile da terra.

Siamo già in possesso del “prescelto”, e per chi ci ha seguito all’Astronauticon 3 di Montecatini, ha potuto vederlo e toccarlo dal vivo montato sul nostro mockup, per tutti gli altri che ci seguite qui sul blog invece, prestissimo avrete un resoconto della nostra partecipazione e le immagini dell’evento e della nostra prima uscita ufficiale!

Alberto

Ok, ma una volta che siamo a 30 km di altezza, cosa facciamo?

L’ambizioso progetto di lanciare un pallone stratosferico apre il campo a mille possibilità, ed è difficile scegliere cosa è alla nostra portata, tecnologicamente e economicamente.

Ci stiamo ispirando al payload delle missioni che ci hanno dato la spinta per intraprendere questo progetto e abbiamo stabilito una serie di caratteristiche e obiettivi, in ordine di “desiderabilità”, che il nostro payload dovrà avere:

1. Supporto al tracking (e recupero) del payload- Siamo orientati al tracking tramite GPS e APRS su frequenze radioamatoriali (banda dei 144Mhz)
2. Raccolta immagini dell’orizzonte, con l’obiettivo di rilevare la curvatura della terra e il “nero” dello spazio, eventualmente georeferenziate.
3. Raccolta di dati sulla temperatura in funzione dell’altitudine
4. Raccolta di dati sulla pressione in funzione dell’altitudine
5. Raccolta di dati sulla radiazione in funzione dell’altitudine
6. Raccolta immagini del pallone, per verificare le dimensioni in quota (il pallone, lanciato con un diametro di 2 metri, raggiunge i 13)
7. Registrazione dei “suoni” percepiti dal payload (promesso: non faremo un episodio di Astronauticast  con 2 ore di “vento” da ascoltare, per quanto sarebbe ottimo per l’insonnia! )
8. Trasmissione di immagini in tempo reale o mediante SSTV (in una futura versione del payload)

Il sistema di tracking è pressochè definito, e consterà di un trasmettitore FSK Byonics da 300mW, unito ad un GPS distribuito dalla stessa compagnia. L’indipendenza dal resto del payload permette di avere meno “incertezze” e, anche in caso di guasto del computer ad esempio, possiamo recuperare il nostro hardware.

Per le immagini e il resto stiamo esplorando diverse alternative tecnologiche, tenendo conto di vincoli di peso, di costo, e soprattutto energetici. Anche la scelta del pacco batterie sarà effettuata con i medesimi criteri, e le due cose sono, ovviamente collegate.

Nelle prossime settimane comincerò a fare qualche misurazione di consumo per una scheda madre mini-itx già in nostro possesso, che è una buona candidata per essere il “cervello” del nostro payload. Per i più geek tra di voi, tempo permettendo, documenterò le mie fatiche.

Altre opzioni in considerazione vanno dall’uso di un router wifi con supporto usb, opportunamente modificato per permettere l’esecuzione di codice scritto da noi, a un computer “gumstix” grosso quanto un pacchetto di gomme da masticare.

Qualsiasi suggerimento, riguardo il payload, è bene accetto! Lo spazio per i commenti qui sotto è a vostra disposizione.

Stay tuned, more to come!
Michael Sacchi, pallone gonfiato, payload specialist.

Abbiamo preparato una sorpresa per Astronauticon 3. Presenteremo il progetto StratoSpera, che avevamo annunciato nell’episodio 10 di AstronautiCAST, ed esporremo il mockup di un pallone aerostatico simile a quelli che faremo volare.

In un breve intervento il cui orario sarà comunicato durante i lavori dell’incontro, Michael e Alberto esporranno gli scopi del progetto e le principali caratteristiche dei palloni.

Nello spazio espositivo di Astronauticon 3 sarà visibile il mockup, un modello a dimensioni reali non attrezzato per il volo che mostra i componenti principali: il pallone, il paracadute e la gondola con il carico utile. Alberto lo ha costruito utilizzando componenti già acquistati, come il paracadute e l’isolamento termico, e alcuni palloni sonda donati da Paolo Bellutta.

Astronauticon 3 è il terzo incontro annuale degli appassionati di spazio di Forumastronauticon.it. Si svolgerà a Montecatini il 15 e 16 novembre 2008.

- Paolo

Fra le prime cose che si devono valutare in un progetto come questo c’è senza ombra di dubbio il capire cosa si vuole trasportare. La domanda non è per nulla banale perchè da questo dipende la scelta del pallone e del paracadute che dovranno equipaggiare l’esperimento.

Se per esporre realmente cosa dobbiamo trasportare nella gondola degli esperimenti ci penseranno mike e paolo, per quello che mi riguarda, ovvero per la scelta che abbiamo dovuto fare riguardo paracadute e soprattutto pallone era importante avere un’idea del peso che possiamo permetterci di trasportare.

Per quanto riguarda il pallone, che è il vero e proprio “motore”  ci siamo subito orientati verso i prodotti di Kaymont, globalmente riconosciuti fra i migliori al mondo, sia per quanto riguarda i palloni meteorologici sia per quelli sonda.

Attualmente la nostra scelta è orientata fra KCI2000 e KCI3000 a seconda del payload che riusciremo a trasportare.

Nella tabella del link al produttore potete valutare le prestazioni dei palloni fra cui sceglieremo.

Si può notare che il payload totale del pallone nei due casi varia fra circa 2 e 2,5kg.

Gli altri dati fondamentali ricavabili dalla tabella del costruttore sono il diametro al rilascio e quello allo scoppio, il “nozzle lift” ovvero il peso di tutto quello che c’è sotto il pallone, il volume al rilascio, il rateo di salita, e la presunta altezza di scoppio.

I fattori che influenzeranno la scelta saranno payload, dimensione e non ultimo il costo.

(C) Kaymont Consolidated

Nei prossimi giorni presenteremo come è avvenuta la scelta del paracadute.

Alberto

Qual è la cosa migliore per un appassionato di astronautica dopo andare nello spazio? Arrivare ai confini dello spazio.

Questo blog documenta StratoSpera, un progetto per fare volare palloni aerostatici amatoriali nella stratosfera fino a 30-35 km di quota, al di sopra del 99% dell’atmosfera terrestre. Tenteremo dunque di arrivare ai confini dello spazio. Quella zona è abbastanza vicina da essere raggiungibile con mezzi alla nostra portata, e sufficientemente lontana da sperimentare alcuni fenomeni e condizioni dell’ambiente spaziale.

I palloni, senza equipaggio, saranno attrezzati con fotocamere per riprese fotografiche, e probabilmente sensori con apparati telemetrici per la rilevazione di alcuni parametri fisici dell’ambiente durante il volo. Li lanceremo dal territorio italiano e li recupereremo per raccogliere le foto e gli altri dati.

Racconteremo la pianificazione, il progetto, la realizzazione e il lancio dei palloni. Discuteremo i dettagli tecnici e gli aspetti organizzativi. Parleremo dei nostri successi, passi falsi e insuccessi — contro i quali ricorreremo a sofisticati riti scaramantici.

Chi siamo

Il nome del progetto, StratoSpera, riflette la nostra audacia e fiducia di raggiungere l’obiettivo. Chi ci conosce ci chiama informalmente “i palloni gonfiati”. Siamo un gruppo di appassionati italiani di spazio della comunità online Forumastronautico.it. I primi componenti del team, che hanno partecipato alla pianificazione e discussione iniziale, sono:

• Paolo Amoroso (l’utente amoroso di Forumastronautico, amoroso su questo blog)
• Michael Sacchi (Michael (Capt. Archer), michael)
• Marco Zambianchi (marcozambi, admin)
• Alberto Zampieron (albyz85, albyz85)

Abbiamo avuto contatti e offerte di collaborazione da altri amici che presenteremo in futuro.

Come è nata l’idea

Nel settembre 2007 seppi per caso del lancio da parte di un gruppo di appassionati canadesi di SABLE-3, un pallone che aveva raggiunto la stratosfera scattando foto spettacolari che sembravano riprese dall’orbita terrestre. Parlai di SABLE-3 su Forumastronautico e Michael propose quasi per scherzo di realizzare una pallone simile:

Ragazzi, a quando il primo pallone stratosferico marchiato forumastronautico.it? (non so quanto sto scherzando

Non immaginavamo che raggiungere quelle quote fosse possibile con mezzi semplici ed economici. Da allora abbiamo continuato a discuterne, e continueremo a farlo qui. Seguici in questa avventura.

Aggiornamenti

30 novembre 2008: per la rapida crescita del team rimangono nella sezione “Chi siamo” solo i nomi dei membri originari, aggiungendo tutti i nuovi collaboratori alla pagina sul team StratoSpera.

28 novembre 2008: aggiunto Rino Casella ai membri del team StratoSpera.

- Paolo