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I)Description de la Mission
Le but de la mission est d'envoyer un ballon gonflé à l'hélium dans la stratosphère à une altitude d'environ 30.000 mètres au dessus du niveau de la mer. Le ballon emportera avec lui une nacelle contenant des appareils de mesure, des caméras et un dispositif de prélèvement automatique de l'atmosphère en très haute altitude.
L'embarquement de calculateurs de bord est devenu indispensable pour réaliser certaines opérations automatiquement ce qui conduira à concevoir notre nacelle comme un robot autonome. Dans cette nacelle, il y aura un microcontrôleur (Arduino) qui contrôlera tous les mécanismes comme le dispositif automatisé de prélèvement d'air et il recevra les données en provenance de différents capteurs (température, pression, etc.) ainsi que d'un G.P.S électronique
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II)Déroulement de la mission
Le vendredi 9 juin 2017, en fin de matinée, le ballon Léonardo3 sera lâché dans le ciel. Quand le ballon aura éclaté en raison de sa pression interne et que la nacelle équipée d'un parachute sera retombée sur la terre ferme, une voiture ira à la position donnée par son GPS pour la récupérer.L'émetteur KIKIWI, fourni par le CNES, permettra de transmettre en direct les données de certains capteurs ainsi que la position et l'altitude du ballon. C'est une première cette année puisque que les traceurs GPS classiques que nous utilisions auparavant sont parfaitement inefficaces dans la stratosphère puisqu'on n'y capte aucun réseau téléphonique.
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III)Le matériel embarqué
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La nacelle emportera deux ou trois caméras sportives pour filmer la terre vue de la stratosphère. Elle emportera aussi un capteur de pression et deux capteurs de température (un à l'extérieur et un à l'intérieur de la nacelle) mais aussi le nouvel émetteur KIKIWI prêté par le C.N.E.S. qui possède un GPS embarqué pour transmettre par ondes radios la position du ballon en latitude, longitude et altitude.
A une altitude programmée dans son calculateur de bord relié au GPS, un prélèvement automatique de l'atmosphère sera effectué pour être analysé par un laboratoire de l'université de Rouen ce qui constitue un certain défi technologique.
De plus le ballon embarquera un réflecteur pour réfléchir le signal radar des avions.
IV)Expériences préalables
Les élèves de 6eme auront réalisé des expériences pour comprendre et résoudre les contraintes imposées car il y a des règles de sécurité à respecter. Les élèves auront pu tester la résistance de la corde reliant le ballon à la nacelle à l'aide d'une cellule dynamométrique. La corde ne devait pas dépasser 23 kg de résistance pour qu'elle puisse céder dans les réacteurs d'un avion. Ils auront aussi pu tester la distance de portée de la WIFI des caméras sportives pour récupérer les données vidéo même si le ballon chute dans un endroit inaccessible.
Ils auront enfin testé le fonctionnement du capteur de pression et du capteur de température.
V)Exploitation des résultats
Grâce aux fichiers vidéo nous pourrons voir la terre depuis 30 000 mètres. Mais aussi grâce aux données des capteurs nous pourrons savoir les différences de températures subies par le ballon lors de son vol. Le passage dans la couche d'ozone qui capte les rayons du soleil devrait nous permettre d'observer une augmentation de température. De -50°C à 10000 mètres nous devrions passer à seulement quelques degrés au dessous de zéro vers 25000 mètres. Nous pourrons aussi observer les variations de pression subies par le ballon.
Un émetteur et un enregistreur de sons devraient nous permettre d'observer comment ils se transmettent quand l'air se raréfie. Le calcul de la vitesse du ballon par rapport au sol pourrait nous donner une idée des vents qui règnent selon l'altitude. L'analyse du prélèvement d'air, si nous le réussissons , par le laboratoire de l'I.R.C.O.F. (Institut de Recherche en Chimie organique Fine) de l'université de Roue pourrait nous renseigner sur la composition de l'air dans la stratosphère avec notamment la présence d'ozone.