Klimadatenerfassung mittels der Mikrocontrollerplattform Arduino

„Michel Joseph de Montgolfier (1740-1810) und sein Bruder Étienne Jacques (1745-1799) ließen im französischen Annonay bei Lyon am 5. Juni 1783 über dem Marktplatz einen unbemannten Heißluftballon 1000 Meter hoch aufsteigen. Der Ballon flog in zehn Minuten 2,5 Kilometer weit.“ [1]. Gegen unser heutiges Wissen vermuteten die Brüder damals noch, das Rauch von verbrennendem Material für den Auftrieb eines Ballons verantwortlich war. Der erste bemannte Freiflug fand am 21. November 1783 statt. Ebenfalls von den Montgolfiers konstruiert blieb der Ballon mit zwei französischen Adeligen für 25 Minuten in der Luft. Der französische Physiker Jacques Charles hatte das Auftriebsprinzip verstanden und flog mit dem ersten Gasballon gefüllt mit Wasserstoff zusammen mit seinem Konstruktionshelfer noch im selben Jahr am 1. Dezember 36 Kilomenter. Er erreichte im anschließenden Soloflug eine Höhe von 3467 Metern [2]. Zur Forschung mit dem Ballon kam es erst in den 1890er Jahren. Erste Messonden wurden gebaut, welche mit Fühlern ausgestattet in für bemannte Fahrten unerreichbare Höhen aufstiegen. Victor Franz Hess wird als Pionier auf dem Gebiet der Forschung mittels Ballon angesehen. Ihm gelang es mithilfe von sieben Versuchsflügen ausgestattet mit entsprechenden Amaturen im Jahr 1912 Beta- und Gamma-Strahlung in einer Höhe von bis zu 5200 Metern nachzuweisen [3, S. 1084, S. 1089].

Auch heute noch findet Forschung mithilfe von Radiosonden, die an einem Ballon befestigt sind, statt. Der Deutsche Wetterdienst lässt täglich mehrere solcher Sonden in die Atmosphäre aufsteigen und entnimmt durch live-Übertagung per Radiosignal Daten. Der Vorteil des Systems des Wetterballons liegt darin, dass so ein Vertikalschnitt der aufgezeichneten Daten durch die Atmosphärenschichten ersichtlich wird, wohingegen mit Satelliten nur eine Sicht aus der Vogelperspektive möglich ist [4]. Ein Nachteil des praktizierten Verfahrens ist der hohe Kostenfaktor der Radiosonden, die nach ihrer Rückkehr auf den Boden keine weitere Verwendung finden. Auch werden nur Luftfeuchte, Luftdruck und Windgeschwindigkeiten

übertragen. Ein grundlegender Anspruch des Projekts „Klimaforschung in der Atmosphäre

mittels Wetterballon“ stellt somit die möglichst kostengünstige Konzeption und Umsetzung einer für diesen Zweck geeigneten Sonde dar. Zudem werden wesentlich mehr physikalische und auch chemische Messgrößen erfasst. Das Projekt wurde zusammen mit meinem Projektpartner Niclas Popp, dessen Arbeit „Praktische Konzeption einer Klimasonde“ [5] als Komplementär zu dieser gelesen werden muss, im September 2015 begonnen und der erste Freiflug fand am 22. August 2016 statt. Die Arbeit von Niclas Popp ist hier ebenfalls veröffentlicht.