Stratolink_sep_2016

DTU tester kommunikation via balloner 30 km over Jorden

tirsdag 20 sep 16

Kontakt

René Fléron
Civilingeniør
DTU Space
45 25 37 93

Kunst og forsøg i samme ballon

Stratosfæreprojektet på DTU Space er blevet til i samarbejde med DTU civilingeniør René Fléron, en gruppe af hans studerende og kunstneren Jesper Dalgaard.

Kunstneren bygger arkitektoniske værker, som sendes op i stratosfæren med heliumfyldte balloner sammen med kommunikationssystemet Strato-link fra DTU Space.

Ballonerne i denne type forsøg flyver typisk i 30-33 km højde og er oppe omkring 3-4 timer.

DTU Space har udviklet et system til kommunikation fra jord til jord via en ballon 30 km over Jorden. Systemet kaldes Strato-link og er netop blevet testet med succes. Teknologien tænkes på sigt brugt til forsøg, som i dag kræver hjælp fra ESA eller NASA. 

Strato-link er en sende- og modtageenhed, der gør det muligt at kommunikere direkte over store afstande uden brug af mobiltelefon eller internet.

Teknologien er udviklet af civilingeniør og projektleder René Fléron og studerende Andreas Rosenberg på DTU Space. De har kombineret kommercielt tilgængelig teknologi med teknologi til satellitkommunikation udviklet af DTU. På den måde er det lykkedes at opnå en rækkevidde på over 1.900 km med sendeudstyret. Det er godt 100 gange længere end med kommercielt tilgængeligt udstyr.

Målet er at få udviklet et langtrækkende kommunikationsystem, der kan bruges til forsøg højt oppe over Jorden.

”Det jo en forudsætning, at der kan kommunikeres med udstyret, hvis der laves forsøg med balloner i stratosfæren, hvor forskellige instrumenter for eksempel henter data 30 kilometer over Jorden. Det er det, vi arbejder på,” siger René Fléron, der betegner missionen som en succes.

Strato-link kommunikerer fra jord til jord via en ballon, der befinder sig i omkring 30 km højde. Det succesfulde forsøg er et skridt på vejen mod at kunne indrette et laboratorium i stratosfæren - området fra cirka 10 til 50 km over Jorden - som bæres af balloner fyldt med helium.

"Under den første test viste vi line-of-sight, altså kommunikation i en lige linje uden forhindringer, på godt 190 km"
René Fléron, civilingeniør DTU Space

Med den nye teknologi vil DTU på længere sigt måske kunne udføre forsøg, som i dag kræver samarbejde med eksempelvis ESA eller NASA at få opsendt. Dermed bliver det muligt at gennemføre flere forsøg end i dag.

To timers chat  mellem Jylland og DTU

Under forsøget blev der gennemført en chat over et par timer via Strato-link-systemet, som var opsendt i en ballon over Midtjylland. Chatten foregik fra et tag på DTU i Lyngby og en bil i Midtjylland.

”Det er første gang, vi prøver at kommunikere to-vejs med en opsendt radio. Det betyder, at vi nu har mulighed for at arbejde videre mod vores mål, som er at kunne indrette laboratorier i stratosfæren, hvor der eksempelvis skal kunne testes space flight udstyr eller udføres rumrelaterede eksperimenter som at studere solen,” fortæller René Fléron.

Der er også potentiale i teknologien til at løse jordbaserede opgaver. For eksempel kommunikation over lange afstande i øde områder. 

Strato-link-systemet er baseret på en spread-spectrum sender og modtager. Denne teknologi anvendes også i GPS-systemet, og den gør enheden mindre følsom overfor støjsignaler.

Fra København til Palma

Udover at kunne sende til og fra 30 km højde, er det lidt af en bedrift at kunne få udstyret til at række over 1.900 km. Det svarer omtrent til afstanden mellem København og Palma på Mallorca.

”Under den første test viste vi line-of-sight, altså kommunikation i en lige linje uden forhindringer, på godt 190 km,” forklarer René Fléron. 

”Derefter indsatte vi et dæmpeled, der modsvarer en tredobling af afstanden, det vil sige 570 km, også her var kommunikationen klar. Selv med et dæmpeled svarende til 10 gange line-of-sight afstanden, altså 1.900 km, var der fortsat signal igennem, dog med nogle fejl. Vores fremtidige stratosfærelaboratorier vil med andre ord kunne få en stor aktionsradius”.

Der blev også gennemført test af en strømforsyning og et eksperiment med propeller, så det bliver muligt at styre laboratorie-ballonen derhen, hvor forskerne gerne vil have den. Strømforsyningstesten var vellykket. Men ballonen faldt ikke samlet ned, og enheden med data for propellernes effektivitet er derfor ikke fundet endnu.

Dele af ballonen forsvandt

”Der er ikke er meget tilgængelig viden om propellers funktion, når de under opstigning kommer til stadig tyndere luftlag i stratosfæren. Så det er ærgerligt, at vi ikke har fået de data med,” fortæller René Flerón.

De spredte ballondele, som altså ikke alle er fundet, har resulteret i en del omtale af forsøget i lokale jyske medier.

”Så måske lykkes det at finde de sidste rester og få adgang til alle vores data,” siger René Fléron. 

Næste skridt bliver at gennemføre et forsøg, hvor ballonen befinder sig i stratosfæren en hel dag eller længere i modsætning til de 4 timer, der er typisk for den slags opsendelser. Det mål håber DTU-ingeniøren at nå i løbet af efteråret.

Relaterede Videoer  

Vis flere