Praktische Konzeption einer Klimasonde

Ziel war es eine für stratosphärische Bedingungen geeignete Klimasonde zu konzipieren, mit deren Hilfe klimatologische Effekte in der Atmosphäre bis in eine Höhe von 30 km erforscht werden können. Zusammen mit meinem Projektpartner Simon Stadlinger wurde im Laufe des Jahres 2016 eine derartige Idee verwirklicht. (Die ergänzende Arbeit ist hier ebenfalls veröffentlicht.) Da zu Beginn äußerst unklar war, wie dieses Ziel erreicht werden kann,

wurde die Vorgehensweise des Prototypings gewählt. "Ein Prototyp eines Systems ist eine frühe ausführbare Version, die bereits die relevanten grundlegenden Merkmale des späteren Produkts aufweist. Als Prototyping wird die Vorgehensweise bezeichnet, Prototypen solange inkrementell zu entwickeln, zu bewerten und zu verfeinern, bis das endgültige Produkt entstanden ist." So konnte die Messtechnik Schritt für Schritt entwickelt werden. Während der erste Prototyp Testzwecken diente, wurde der zweite in der Stratosphäre eingesetzt. Dieser umfasst die gesamte in dieser Arbeit beschriebene Elektronik, die Messwerte erfasst und aufzeichnet. Dazu zählen Lufttemperatur, -druck, -feuchtigkeit, dreidimensionale Beschleunigung und Winkelbeschleunigung, Strahlungsintensität des sichtbaren Lichts, dreidimensionale Magnetfeldstärke über ein Kompassmodul, die Koordinaten über ein GPS-Modul sowie die Konzentration der Gase CO2 und O3. Daraus lassen sich Größen wie die Höhe, die Lage und Größe der Wolkenschichten oder das Volumen des Ballons berechnen.

Inhalt dieser Arbeit ist es, den Stand des Projekts im Bezug auf die Hardwareentwicklung der

Messelektronik sowie der Auswertung der gewonnenen Daten systematisch wiederzugeben. Zu Beginn werden die theoretischen Grundlagen der zu erwartenden Effekte erläutert. Dazu zählt neben der physikalischen Definition der Messgrößen und deren Abschätzung auch die Herleitung geeigneter Verfahren zur Auswertung der Messgrößen. In Kapitel 2 wird die tatsächliche Vorgehensweise beim Bau der Sonde beschrieben. Dazu gehört die Konstruktion eines Gehäuses wie auch die Entwicklung der Technik. In Kapitel 3 werden die Ergebnisse der Auswertung eines ersten Fluges präsentiert.

Download (PDF)

Preisträger

Niclas Popp

Schulfach

Geographie

Betreuende Universität

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Ausgezeichnete Arbeiten

2018, Mathematik, 2. Platz,
Robin Wilkens, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Numerische Integration

mehr info
2018, Mathematik, 1. Platz,
Moritz Bender, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Vorstellung der mathematischen Modellierung von Verkehrsstaubildung nach Nagel-Schreckenberg & Überlegungen zur Erweiterung des Modells bei Stauauflösung

mehr info
2019, Informatik, 1. Platz,
Marcel Stepanek, Universität Augsburg

Huffman-Algorithmus mit Schwerpunkt auf der dynamischen Huffman-Codierung

mehr info