Sonda vyslaná do stratosféry

V sobotu 3. 11. 2018 se Jakubovi Dvořákovi ze třídy 15M SPŠST Panská splnil jeho několikaletý sen: podařilo se mu vyslat do stratosféry balon, na kterém bylo zavěšeno několik záznamových zařízení sledujících během letu balonu stav atmosféry.

Vidina na splnění tohoto snu se přiblížila v květnu 2018, kdy Jakub Dvořák se svým videem Rubensova trubice vyhrál ve své kategorii v soutěži Vím proč. Součástí výhry kromě věcné ceny byla i finanční hotovost na nákup nových pomůcek pro výuku fyziky od Nadace ČEZ. Část této finanční podpory byla použita na nákup potřebného vybavení pro let balonové sondy.

První let se uskutečnil ve spolupráci s Českým hydrometeorologickým ústavem. Po telefonické domluvě se nám velmi ochotně věnoval Mgr. Martin Motl, se kterým Jakub konzultoval všechny potřebné detaily nutné pro správné a bezpečné vypuštění balonu.

Inkriminované sobotní dopoledne se scházíme na pozemku ČHMÚ v Praze Libuši a Mgr. Motl nás vede do své kanceláře. Velmi detailně zkoumá Jakubem vyrobenou dřevěnou konstrukci ve tvaru rovnostranného trojúhelníka, v jehož vrcholech jsou postupně umístěny:

Použité komponenty byly nedávno ve škole v učebně fyziky otestovány v kapalném dusíku na teploty kolem mínus čtyřiceti stupňů Celsia, které typicky ve stratosféře panují. Testy v učebně dopadly dobře.

Vyrobenou konstrukci Mgr. Motl chválí a neshledává žádný problém, který by bránil jejímu vypuštění. Vyndáváme balon, který Mgr. Motl zkušeně rozbaluje a který jsme na poslední chvíli dopravili ze školy.

„Padák máte?“ ptá se.

„Máme,“ říká Jakub a vytahuje padák ušitý na míru dle požadavků na hmotnost zátěže pod balonem.

„Máme takovou fintu, jak zařídit, aby padák dobře fungoval,“ usmívá se Mgr. Motl a hned příslušná opatření realizuje. „Padák vsuneme do balonu a až poté balon nafoukneme. Tím zajistíme, že balon po prasknutí ve stratosféře neohrozí padák a ten bude dobře fungovat.“

Všechna opatření jsou připravena půlhodiny před plánovaným vypuštěním sondy. Ty jsou z pražské Libuše vypuštěny pravidelně každý den o půlnoci, v šest ráno a v poledne. V poledne znamená ve 12:15 středoevropského času. Vypouštění sond má dnešní den na starosti kolega Mgr. Motla. Ten si bere připravený balon a jde do hangáru, v němž se balon nafukuje.

„Používáme plynný vodík, takže dovnitř kvůli bezpečnosti nikdo jiný nesmí,“ vysvětluje Mgr. Motl. Za chvíli se dveře hangáru otevírají a je zřejmé, že balon je už nafouknutý. Během několika minut oba pánové přivážou k balonu jak Jakubovu sondu, tak tu jejich, kterou je nutné v daný čas vypustit.

Krátce před 12:15 je vše připraveno a pánové vynášejí balon před hangár. Jakub zapíná kameru na dřevěné konstrukci, kontroluje spolupráci přístroje GPS a mobilního telefonu a pánové se chystají balon vypustit. Je bezvětří, takže vypouštění je jednodušší, ale i tak postupně uvolňují provaz, na kterém je k balonu přivázána Jakubova sonda a pod ní ještě meteorologická sonda patřící ČHMÚ.

Je 12:15 a balon letí vzhůru. Pořizujeme poslední fotografie odlétající sondy a jdeme se podívat do kanceláře na vizualizovaná data, která meteorologická sonda posílá.

Jakub je jako na trní, úzkostlivě očekává první SMS od GPS přístroje vzdalujícího se od Země. Konečně mobil zapípá a Jakub se usmívá: „Všechno je, zdá se, v pořádku,“ trošku si oddechne.

Naposledy konzultuje s Mgr. Motlem předpokládané místo dopadu sondy: Pardubice, Hradec Králové a okolí. Pak se loučíme a vyrážíme daným směrem, abychom sondy po návratu na Zem mohli vyzvednout.

Cestou zastavujeme u benzínové pumpy nedaleko Prahy.

„Už se ozvali lidi z facebookové stránky, že pomůžou s hledáním,“ hlásí nadšeně Jakub.

„Tak to je fajn,“ říkám a jdu natankovat benzín.

„Je to v háji,“ vítá mě po návratu do auta Jakub. „Balon prasknul brzo, padák se neotevřel a vše padá k zemi jako kámen.“

„To je mi líto,“ soucítím s Jakubem. Hodně pro něj dnešní start znamenal.

„Dojedeme pro to?“ ptá se. „Už je to zpět na Zemi,“ hlásí Jakub na základě monitorování diskuse členů příslušné skupiny na sociální síti. Členové této skupiny meteorologické sondy dokáží totiž velmi detailně sledovat.

„Není problém,“ říkám a za tíživého ticha vyrážíme autem pro sondu.

„Moment,“ zaraduje se Jakub dříve, než dojedeme k plánovanému sjezdu z dálnice, „moje GPS hlásí, že sonda ještě letí!“

Začíná se potvrzovat teorie, kterou do telefonu při čekání u benzínové pumpy předpovídal Mgr. Motl. Meteorologická sonda se patrně vlivem nárazů provazu do Jakubovy konstrukce oddělila a spadla, zatímco Jakubova konstrukce pokračuje dále.

„Jedeme dále,“ velí Jakub a já neopouštím dálnici vedoucí na Hradec Králové.

Cestou zajíždíme do Poděbrad na oběd.

„Já mám tak staženej žaludek, že asi moc nesním,“ oznamuje Jakub, ale jídlo si dáváme oba. Během oběda se sonda začíná hlásit po výpadku, který nastal při vystoupání sondy do vzdáleností od povrchu Země nepokrytých GPS signálem.

„Je to dobrý, pořád letí. A letí po správné trase,“ usmívá se Jakub a kontroluje nahlášené polohy sondy s trajektorií předpovězenou počítačovým programem. Platíme tedy za oběd a pokračujeme na místo, které přístroje hlásí jako místo dopadu sondy.

Po půlhodině jsme na místě a sonda je i s padákem na nahlášeném místě: několik kilometrů od Střezetic u Hradce Králové. Na čemsi zeleném vyrostlém na poli je červený padák jasně patrný. Jdeme k němu, fotografujeme místo nálezu a Jakub kontroluje sondy. Vypadá, že je vše v pořádku.

V autě po oživení baterie z kamerky vybavením z Jakubova batohu zkoukneme to podstatné: sonda byla skutečně až nad mraky. Ty obrázky byť na maličkém displeji kamerky jsou naprosto úžasné. Data z GPS potvrzují, že sonda byla ve výšce 35 km nad povrchem Země v prostředí s teplotou mínus padesát stupňů Celsia.

Šťastní a spokojení se vracíme do Prahy. První start se vydařil, do dalšího startu Jakub změní to, co se nepodařilo při dnešním, a druhý let obohatí o nasbírané zkušenosti. Ale úspěch mise byl a naměřená data má Jakub také! Spolu s chystáním další sondy tak už může začít získaná data zpracovávat v rámci svého absolventského projektu.

Průběh příprav, část letu i nález sondy jsou zobrazeny na fotografiích.

Poděkování:

Bc. Petr Kotlík (SPŠST Panská) - dodání kapalného dusíku pro testování sond;

Mgr. Martin Motl (ČHMÚ) - realizace letu, odborné konzultace;

Ing. Vladimír Ruml (SPŠST Panská) - realizace objednávek pomůcek, administrativa;

Adam Kovács a Jakub Marek (třída 17F SPŠST Panská) - natáčení předstartovních příprav a startu.

Autoři fotografií:

Jakub Dvořák

Jaroslav Reichl

© Jaroslav Reichl, 4. 11. 2018