Nach langer und akribischer Auswertung können wir endlich die Ergebnisse unseres Auswertungsteams präsentieren! An dieser Stelle herzlichen Dank an Nick und Nicolas!
Nach dem Zeit-Höhe-Diagramm, welches sich im letzten Eintrag finden lässt, folgen hier nun eine weitere höchst interessante, physikalische Analyse unserer Daten. Freut euch auf umfangreiche Diagramme von Geschwindigkeit über Temperatur bis hin zu Luftfeuchtigkeit!
Höhe
Die Höhe nimmt am Anfang konstant zu, bis zu einem Wert von ca. 37.000m, da dort der Ballon platzte und die Box ohne Auftrieb auf die Erde zurückfiel. Wenn die Box der Erdoberfläche näherkommt, nimmt der Luftwiderstand wieder zu und der an der Box befestigte Fallschirm öffnet sich und verlangsamt den Fall.
Steig-/Sinkgeschwindigkeit
Dieses Diagramm zeigt die Steig- bzw. die Sinkgeschwindigkeit des Ballons. Am Anfang beträgt sie sehr konstant knapp 5 m/s (auch gut sichtbar am linearen Anstieg im Höhendiagramm) bis zu dem Punkt, an dem der Ballon platzt und sich die Box im freien Fall befindet. An dieser Stelle fliegt sie mit einer Geschwindigkeit von über 70 m/s auf die Erdoberfläche zu (ca. 250 km/h), bevor der Fallschirm den Fall dann langsam abbremst.
Geschwindigkeit über Grund
Die Unterschiede in den Geschwindigkeiten lassen sich auf die Windunterschiede in unterschiedlichen Höhen zurückführen, wobei der große Ausschlag bei ca. 10.000m auf den Jetstream hinweist.
Temperatur
Die Temperatur nimmt zuerst stetig ab, bis zu einem Wert von ca. -55°C in einer Höhe von ca. 13.000m, ab der sie dann langsam wieder ansteigt. Dies liegt daran, dass ab einer Höhe von ca. 13.000 – 15.000m die Ozonschicht beginnt. In der Ozonschicht befinden sich Ozonteilchen. Ozon entsteht durch die Spaltung des üblichen Gases O2 (Sauerstoff) durch das Sonnenlicht, wodurch sich die einzelnen O-Atome mit anderen noch vollständigen O2-Atomen verbinden und O3 (Ozon) entsteht. Diese Aufspaltung setzt sehr viel Energie in Form von Wärme frei. Diese Wärme erhitzt die Ozonschicht und diesen Temperaturunterschied kann man auch in dem Diagramm erkennen.
Außen- Innentemperatur
Man kann erkennen, dass sich die Bordtemperatur in manchen Abschnitten bis zu 50°C von der Außentemperatur unterscheidet. Dies lässt sich darauf zurückführen, dass das Gehäuse aus Styropor gebaut wurde, welches als Wärmedämmung fungierte.
Luftdruck
Der Luftdruck nimmt immer mehr ab, je höher der Ballon steigt, weil mit einer zunehmenden Höhe die Menge an Luft über den einzelnen Schichten der Atmosphäre immer geringer wird, weswegen die oben liegende Luft nicht mehr so stark auf die untere drückt.
Luftfeuchtigkeit
Die Luftfeuchtigkeit nimmt immer mehr ab, je höher der Ballon gelangt, da in den höheren Schichten kaum noch Feuchtigkeit in der Luft vorhanden ist. Die einzelnen Ausschläge zeigen einzelne Kontakte mit Wolken, die aus Wassertröpfchen bzw. Eiskristallen bestehen.
Unser Projekt „Konzeption, Bau, Aufstieg und Bergung einer stratosphärenballongestützten Nutzlast mit anschließender Auswertung“ 😉 war ein voller Erfolg: Nicht nur der Flug lief exakt nach Plan ab, sondern auch die Daten, die wir gesammelt haben, waren wie aus dem Lehrbuch.
Wir freuen uns sehr, dass dieses Projekt so gelungen ist und konnten alle viel davon mitnehmen – vom Spaß, den wir hatten, ganz zu schweigen.
Vielen Dank an die Gerhard Mazurczak Stiftung und die Raiffeisenbank Roth-Schwabach eG für den Rücken-/Aufwind, den sie uns für den Ballon gegeben haben. Ein Dank geht auch raus an Knoxic Web & Mobile Entwicklung, die uns diesen Blog so schön eingerichtet haben.
Natürlich danken wir am allermeisten unserem Projektleiter Herrn Dr. Neßlinger. Auch wenn er am Anfang behauptete, nichts von seiner Erfahrung preiszugeben, stand er uns letztendlich immer mit Rat und Tat zur Seite. Ohne ihn wäre dieses Projekt längst nicht so erfolgreich gewesen!
Wir hoffen, dass ihr den Ausflug in höhere Sphären genauso genossen habt wie wir und dass wir euch einen guten Blick hinter die Kulissen ermöglichen konnten.
Vielen Dank, dass ihr uns auf unserer Reise begleitet habt!
Das P-Seminar Physik
von Tabea, Julia F. und Annika