Secundaire Scholen De Wedstrijd

Secundaire Scholen
De ruimte lijkt erg ver weg, maar dat is ze niet. Het Internationaal Ruimtestation ISS draait rond
de Aarde op een hoogte van zo'n 400km. Wanneer hij niet naar het ISS moet vliegt de Space
Shuttle zelfs maar tot zo'n 250km. En officieel begint de ruimte zelfs al op 100km hoogte, al is
daar niet direct een dwingende wetenschappelijke reden voor: de dichtheid van de atmosfeer gaat
immers geleidelijk naar nul als de hoogte toeneemt, en ook boven de 100km is er nog een
(beetje) lucht, te weinig om te ademen, maar genoeg om meteoren te verbranden bvb.
De ruimte kan je (met bestaande technologie) slechts bereiken met raketten, een dure en
moeilijke klus. Maar met een stratosfeerballon kan wel je zonder grote kosten 30km hoog raken.
Dat lijkt niet veel, maar op 30km hoogte lijkt het net of je bent toch in de ruimte! Kijk maar naar
de foto, die is genomen op een hoogte van net geen 30km: de hemel is bijna zwart, de Aarde is
helderblauw en als je goed naar de horizon kijkt, zie je dat die lichtjes is gebogen. Je begint de
bolvorm van de Aarde al te zien!
©Foto JPAerospace
De Wedstrijd
Op 15 maart 2012 vliegt vanop het domein van het KMI te Ukkel een stratosfeerballon naar een
hoogte van 30 km, met een nuttige lading van ongeveer 1,5 kg. Deze nuttige lading bestaat deels
uit apparatuur van de organisatoren. Het overblijvende deel wordt in deze wedstrijd beschikbaar
gesteld van leerlingen basis- en secundair onderwijs. Leerlingen secundair uit alle
onderwijstypes (ASO, TSO, KSO, BSO, BUSO) krijgen daarom de kans een project uit te
werken van wetenschappelijke, technologische, creatieve of commerciële aard, en in het kader
van daarvan een wetenschappelijk of technologisch experiment mee te sturen, of een creatief of
commercieel* project uit te werken.
De organisatoren duiden een jury aan die alle voorstellen bekijkt en er de beste uitkiest. Daarbij
wordt gekeken naar originaliteit, groepsgeest, wetenschappelijk en/of technologisch niveau, enz.
Meer details hierover kan je vinden in het wedstrijdreglement. Daar kan je ook vinden wat er
absoluut niet meekan, hoe groot en hoe zwaar je 'experiment' mag zijn! Lees dit deel zeer
aandachtig!
Er is geen prijs verbonden aan de wedstrijd, maar de winnaars mogen hun proef bouwen en
gratis laten meevliegen op een stratosfeerballon die in maart zal gelanceerd worden op het
domein van het KMI te Ukkel. De winnende ploegen zijn ook welkom om het vertrek van de
ballon bij te wonen nadat ze - zoals echte wetenschappers dat ook doen - hun proef zelf hebben
gemonteerd, geïnstalleerd en gecontroleerd in de gondola. (De gondola is de kist met
experimenten die onder de ballon hangt.)
*Het verkopen of verhuren van advertentieruimte is uitgesloten, een demonstratieproject kan
wel. (Zie ook 'Reglement)
Waar naartoe?
De dampkring van de Aarde, ook 'atmosfeer' genoemd is de laag lucht die de Aarde omringt.
Deze gaslaag heeft de grootste dichtheid bij het aardoppervlak, en deze dichtheid neemt af
naarmate de hoogte toeneemt. Weersverschijnselen komen voor in de onderste laag, troposfeer
genoemd. De laag daarboven, de stratosfeer, is veel ijler, droger en rustiger dan de troposfeer.
Het overgangsgebied tussen beide lagen noemt men de tropopauze. Deze komt voor rond een
hoogte van 7 à 18km, afhankelijk van de breedtegraad en het seizoen. De ballon van het KMI is
van het latex type en klimt tot een hoogte van ongeveer 30km, waar hij barst. De nuttige lading
komt dan aan een parachute terug naar beneden en wordt normaliter teruggevonden dankzij de
gps+radiozender aan boord. Volgende grafiek geeft een typisch vluchtpatroon weer.
Naarmate de hoogte toeneemt daalt de luchtdruk. Een goede vuistregels is rekening te houden
met een halvering van de druk bij elke stijging met 6000m. Dat betekent dat de druk op 30km
nog ongeveer 1 à 3% bedraagt van de druk op zeeniveau. Dat is vergelijkbaar met de druk aan
het oppervlak van de planeet Mars.
De temperatuur vertoont een wat grilliger verloop, in de troposfeer dalend met ongeveer 6,5°C
per kilometer, maar in de stratosfeer weer stijgend. Het minimum kan gemakkelijk 60 à 70°
onder nul liggen (zie grafiek).
Uit de gps-gegevens kan ook heel wat geleerd worden over windsnelheden en -richtingen, zoals
bijgaande grafiek van een vorige vlucht aantoont.
Welke proef?
Misschien wil je graag een project indienen, maar weet je niet goed waar te beginnen. Hierbij
alvast enkele voorbeelden. Je mag daaruit gerust iets kiezen, maar je mag ook deze ideeën
aanpassen tot iets dat net een ietsje anders en beter is. Of je kan je eigen volledig nieuwe idee
uitwerken! Geef je fantasie gerust de vleugels, maar bedenk dat je wat je voorstelt ook zelf moet
kunnen maken!
Voorbeelden:
1. Zaadjes van planten of bloemen worden meegestuurd met de ballon en daarna geplant.
Dagelijks kijkt een leerling na of de zaadjes al zijn uitgekomen. Is er een verschil met een tweede
groep zaadjes die niet zijn meegereisd? Groeien de plantjes van beide groepen even snel?
2. Ben je goed in elektronica? Gebruik een microcontroller en een sensor om temperatuur,
luchtdruk, ... te meten aan de grenzen van de ruimte.
3. Gebruik een programmeerbare digitale camera of digitaal fototoestel om de reis naar de
grenzen van de ruimte vast te leggen.