De meteorologiska sensorerna som bärs in i den övre atmosfären av väderballonger går ofta förlorade när de återvänder till jorden. Som en del av deras kandidatprojekt, fem EPFL -studenter arbetade med ett system för att återställa denna utrustning.

Dussintals ballongburna radiosonder släpps ut i atmosfären varje dag. De mäter temperatur, atmosfärstryck, luftfuktighet och vindriktning på olika höjder innan de så småningom faller tillbaka till jorden. I de flesta fallen, denna högteknologiska utrustning återvinns aldrig. Men en grupp på fem EPFL-studenter, studerar antingen miljövetenskap eller fysik, kan ändra allt det där. För deras kandidatprojekt, de utvecklade ett system som kan hjälpa till att styra radiosondens bana när den faller till jorden så att den kan hittas och återanvändas. Genom en enda testflygning från taket på en campusbyggnad, de bevisade genomförbarheten av deras koncept.

Radiosonder bärs upp av gigantiska heliumfyllda väderballonger som expanderar när de stiger genom luften-i vissa fall till en höjd av 30 kilometer-tills de så småningom dyker upp. En liten fallskärm kopplad till utrustningen ombord öppnas automatiskt när den maximala höjden har uppnåtts, förhindrar radiosonderna från att orsaka skada när de landar.

Eleverna fokuserade sin uppmärksamhet på fallskärmssläppet. "Vårt system styr fallskärmens exponerade ytarea, rikta radiosonden mot luftströmmar som leder den till en tillgänglig landningsplats, säger Hugo Cruz, en student i miljövetenskap och teknik. Hans klasskamrat Lorenzo Donadio tillägger:"Det viktigaste är att se till att radiosonden inte hamnar på sidan av ett berg, på botten av en sjö eller i något ingenmansland. "

Deras fallskärmssystem är helt automatiserat och drivs av datorkod som eleverna skrev själva. Den utlöses så fort radiosonden börjar falla:en liten motor släpper ut fallskärmslinorna och rullar in dem igen för att kontrollera nedstigningshastigheten. Radiosonden kan således navigeras till en luftström som tar den i önskad riktning. Systemet använder uppdaterad väderdata tillsammans med GPS-koordinater som uppdateras var 30:e sekund i förhållande till en referenspunkt. En spårningsenhet används för att lokalisera var radiosonden landar.

Så lätt som möjligt

Elevernas uppfinning, samtidigt som det är praktiskt och smart, mött några hinder. Till att börja, deras fallskärmssystem måste klara alla slags väder, inklusive extremt hårda vindar. Det måste också vara så lätt som möjligt så att radiosonden lätt kan omdirigeras vid fritt fall. Detta begränsade allvarligt de instrument och material som de kunde använda. "Vi var också tvungna att bemästra ett antal koncept som vi aldrig hade studerat förut, särskilt inom datavetenskap och fysik, " säger Julie Reznicek, en miljöingenjörstudent.

De gjorde en enda provkörning av sitt system i våras, flyger sin väderballong till en höjd av cirka 10, 000 meter ovanför Genèvesjön som planerat. Utrustningen återfanns sedan på ett fält i Epalinges, strax norr om Lausanne. Medan mekanismen som används för att lossa och dra in sladdarna fungerade bra, eleverna noterade att mikrokontrollern saknade den kraft den behövde för att registrera all data. Några av eleverna kommer att fortsätta förfina enheten i sommar, och en andra testflygning med en större ballong och mer pålitlig utrustning är planerad till september. Det råder ingen tvekan om att dessa studenter har siktet högt.