Stuur een zelfgemaakt experiment naar de ruimte

Stuur een zelfgemaakt experiment
naar de ruimte
Pieter Mestdagh (ESERO Belgium)
Erik de Schrijver (St-Pieterscollege Jette)
Doe mee met je klas aan een uniek STEM project: ASGARD
Belgische en buitenlandse leerlingen - tussen 10 en 18 jaar - sturen jaarlijks een
zelfbedacht en zelfgemaakt wetenschappelijk experiment naar “de ruimte”, met
een stratosfeerballon. Hun deelname lijkt op een echte wetenschappelijke
ruimtemissie, uitgevoerd in één schooljaar en in teamverband.
H
oe kan je wetenschap- en
techniekonderwijs
boeiend
en
motiverend maken voor jongeren?
De antwoorden op deze vraag variëren
sterk, en omvatten meestal meerdere
strategieën tegelijk. Maar wanneer ze
stevig uitgedaagd worden in een ‘eigen’
project, dan kan je rekenen op een positief
effect.
Het project ASGARD kiest voor dit
uitdagend karakter. Niet alleen omdat er
een link is met de fascinerende wereld van
ruimtevaart, maar meer nog omdat
deelnemers heel het schooljaar lang
uiteenlopende vaardigheden ontwikkelen
om te komen tot een geslaagde
wetenschappelijke missie. De voldoening
achteraf is groot. De jongeren ervaren
techniek en wetenschap als fun!
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.1
Titelfoto:
Samengestelde foto, gemaakt vanuit de
ASGARD gondel 2015 door Atheneum
Willebroek met zichtbaar licht en infrarood.
WHAT’S IN A NAME?
Een internationaal breed aanvaarde
standaard voor de ‘grens’ tussen de
aardatmosfeer en de ruimte, heet de
Karmanlijn. Deze ligt op een hoogte van
100 km boven het aardoppervlak
(zeeniveau). Hoe hoger een vliegtuig vliegt,
hoe meer snelheid het moet hebben om in
de ijlere lucht boven te blijven (hogere
snelheid verhoogt de lift-kracht). De
Karmanlijn is de hoogte waarbij die
toenemende snelheid gelijk wordt aan de
orbitale snelheid. Dit laatste is de snelheid
die een satelliet rond de aarde moet
hebben
om
zonder
toegevoegde
motorkracht in zijn baan te blijven.
omdat de omstandigheden op die hoogte
enkele sterke gelijkenissen vertonen met
de ruimte, en omdat de menselijke
leefomgeving (het weer, vliegtuigen,
luchtvochtigheid, ...) zich bijna uitsluitend in
de laagste 10-15 km situeert.
DE STRATOSFEER
Tijdens een ASGARD vlucht verkennen we
de twee onderste atmosferische lagen: de
troposfeer en de stratosfeer. De overgang
tussen beide wordt tropopauze genoemd.
De stratosfeer kan relatief eenvoudig
onderzocht worden door stratosferische
ballonnen
op
te
laten
met
wetenschappelijke
instrumenten
aan
boord. Dikwijls wordt met zulke ballonnen
een maximale hoogte rond 30-35 km
bereikt. Op die hoogte is de hemel
helemaal zwart, ligt meer dan 99% van de
luchtmassa en het belangrijkste deel van
de ozonlaag onder je. Een camera die van
daar uit naar de aarde gericht is, toont
beelden van een gekromde horizon met
een duidelijk zichtbare en verrassend
dunne doorzichtige blauwe laag errond: de
troposfeer.
ASGARD ballonvlucht: hoogte in functie van
tijd. De gemiddelde stijgsnelheid lag hier rond
15.5 km/h. Bron van de data: gemeten door
ASGARD leerlingenteam.
De ASGARD ballon bereikt een maximale
hoogte van 30 tot 35 km. Volgens de
Karman lijn wordt de ruimte dus niet
bereikt.
Toch
wordt
deze
zone
internationaal ook aangeduid als “nearspace” of “the edge of space”. Dat komt
ASGARD ballonvlucht: UV straling in functie
van hoogte. Bron van de data: gemeten door
ASGARD leerlingenteam.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.2
WERKT JE EXPERIMENT OOK OP MARS?
 Weinig bescherming tegen UV straling
De
omstandigheden
tijdens
een
ballonvlucht in de stratosfeer op Aarde, zijn
opvallend gelijkaardig aan deze op het
Marsoppervlak:
 Grote temperatuurschommelingen, ver
onder het nulpunt
 Uiterst droog
 Zeer ijl: luchtdruk minder dan 1% van
luchtdruk op zeeniveau op Aarde
Een ASGARD experiment kan in principe
dus
ook
op
het
Marsoppervlak
functioneren. Eventueel kunnen de
leerlingen trachten een link te leggen
tussen hun eigen onderzoek en dat op de
planeet Mars. Er zijn natuurlijk wel nog
belangrijke verschillen tussen beide, zoals
de chemische samenstelling van de lucht.
DE VLUCHT
zal de grote ballon de payload blijven
omhoog trekken tot ongeveer 30 km, maar
dan wel trager.
Eigenlijk lanceren we vanaf 2017 niet één,
maar wel twee ballonnen: een kleine en
een grote. Ze zitten echter beiden vast aan
één gondel met experimenten. Wanneer de
ballonnen stijgen, dan daalt de luchtdruk,
dus vergroot het volume van de ballon. Net
zoals een klein ballonnetje dat je blijft
opblazen, zal ook een stratosfeerballon
vanaf een zekere grootte uit elkaar spatten.
Op een hoogte van ongeveer 17 km zal de
kleine ASGARD ballon exploderen. Tot op
deze hoogte, enkele km boven de
vliegzone van burgerluchtvaart, moet het
gevaarte snel genoeg stijgen om te voldoen
aan de vergunningsvoorwaarden om te
vliegen in het Belgisch luchtruim. Daarna
De naam ASGARD
In de oude Noorse mythologie was
Asgård de plaats waar de goden en
godinnen verbleven. Het komt van het
oude Noorse “āss” (=god) en “garðr”
(=omheind
gebied).
Een
muur
scheidde deze plek van de Midgård,
het leefgebied van de mensen.
In het ASGARD project sturen we onze
experimenten naar de “hemel”, de
stratosfeer. Het leefgebied van de
mensen bevindt zich daaronder, in de
troposfeer.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.3
Het werken met twee ballonnen is een
relatief eenvoudige en betaalbare manier
om de totale massa van de gondel te
vergroten, en toch een minimale
stijgsnelheid te respecteren. Op die manier
kunnen we de vroegere massalimiet van
150 gram per team vanaf ASGARD VII
verhogen naar 200 gram.
Voorstelling van de ASGARD VII vlucht (20 april 2017), met gemiddelde waarden (P,T) van vorige
vluchten.
Titelfoto:
Een leerlingenteam net voor de lancering in
Ukkel, een hoogtepunt in het project.
EEN GOED IDEE? DIEN HET IN.
ASGARD begint met een creatief idee uit
de klasgroep. Door de leerlingen te
voorzien van wat achtergrondinformatie en
dan te brainstormen, komen verschillende
mogelijkheden in beeld voor een zinvol
experiment in de stratosfeer. Het komt erop
aan om het idee te selecteren dat meest tot
de verbeelding spreekt, maar toch
(technisch en financieel) haalbaar is op het
niveau van middelbaar onderwijs.
Formuleer voor jullie voorstel een duidelijke
onderzoeksvraag, maak een schets van het
experiment dat je wilt uitvoeren, en
beschrijf de principes van de opbouw van
het
experiment.
Geef
aan welke
onderdelen binnen of buiten de gondel
moeten gemonteerd worden. Denk ook na
of alle aspecten van jullie experiment
binnen bereik van het leerlingenteam ligt.
Bij twijfel bevraag je best iemand met
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.4
technische kennis, zodat je de jury niet doet
twijfelen over de haalbaarheid.
BEGINNER OF GEVORDERDE
Wie voor het eerst meedoet aan ASGARD,
komt beter niet met een erg ambitieus
voorstel. Een beginnersteam moet de
moeilijkheden van een ASGARD missie
immers nog leren kennen. Verder in dit
artikel staan diverse voorbeelden van
ASGARD experimenten uit het verleden.
Laat je als nieuwkomer niet afschrikken
door het hoge niveau van sommige
voorbeelden. Je kan als beginner
inschrijven met een eenvoudig en
gemakkelijk te realiseren voorstel. De jury
streeft bij elke editie naar een evenwicht
tussen
het
aantal
beginners
en
gevorderden (liefst elk ongeveer 50%).
De isolerende box waarin de experimenten
gemonteerd worden, heet de ‘gondel’. Deze
foto’s tonen de ASGARD gondel van 2016
(links) en 2013 (rechts).
Eén zaak is duidelijk gebleken in de vorige
edities: Beginnende teams stellen zich
meestal het jaar nadien opnieuw kandidaat.
De jury: samenstelling
De jury: selectie criteria





Technische haalbaarheid
Stroomverbruik en massa
Originaliteit
Teamspirit
Duidelijke onderzoeksvraag en voldoende
uitgelegd
GESELECTEERD! WAT NU?




Voorzitter: astronaut Dirk Frimout
1 afgevaardigde van ESERO
1 afgevaardigde van StPieterscollege
1 afgevaardigde van KMI
meteen de bouw van hun experiment kan
starten, op school of thuis.
Wanneer de kerstvakantie begint, krijg je
bericht van de jury. Daarin staat of jouw
voorstel al dan niet geselecteerd werd. Wie
niet geselecteerd is, krijgt uitleg over de
redenen van deze beslissing. Wie er wel bij
is, krijgt de nodige instructies en eventuele
technische voorwaarden, zodat dit team
De jury vraagt aan alle geselecteerde
teams om op vaste data verslag uit te
brengen over de vooruitgang van jullie
werk: de tussentijdse rapporten. Deze fase
is een ware leerschool voor de meeste
deelnemers. Om te slagen, moet men
kunnen in team werken, en de taken
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.5
efficiënt verdelen. Daarnaast moet men de
probleempjes oplossen die men ondervindt
bij de omzetting van een theoretisch idee
naar een goed werkend experiment. Wie
vastloopt
bij
dit
soort
concrete
moeilijkheden, kan elk moment advies
vragen aan onze specialist, Erik de
Schrijver. Samen met ESERO Belgium
ondersteunt hij de teams als een soort
helpdesk, wanneer men er zelf niet uit
geraakt.
Electronisch aangestuurde
experimenten
Geselecteerde teams die basiselektronica nodig hebben voor het
experiment, kunnen bij ESERO een
Arduino Starters pakketje kopen voor
25 euro (marktwaarde 50 euro). Als
beginner zet je hiermee relatief
eenvoudig je eerste stappen in
electronica. Aanbod geldig zolang de
voorraad strekt.
2017. Zorg dat er geen twijfels zijn over de
correcte werking van alle onderdelen.
Experimenten die niet goed functioneren op
de dag van de lancering, worden alsnog
geweigerd.
DRIE LANCERINGSDAGEN IN BRUSSEL
Alle teams uit secundair onderwijs komen
samen in Brussel van woensdagochtend
(19 april) tot vrijdagmiddag (21 april).
Tijdens het hele programma is de voertaal
Engels. De grote lijnen van het programma
zijn hieronder opgelijst:
Woensdag 19 april
(Planetarium Brussel)
 Lezing door een professioneel uit de
aard- en ruimtewetenschappen.
 Presentatie van jullie werk aan de
andere teams (10 minuten per team).
 Integratie van alle experimenten in de
gondel.
Planetarium van Brussel
Donderdag 20 april (Space Pole Ukkel)
Afgewerkt experiment van een gevorderd team
met Geiger-Muller counters.
Je afgewerkt en positief getest experiment
moet tenslotte opgestuurd worden naar
ESERO in Brussel ten laatste op 13 april
 Vliegklaar maken en lancering van de
ASGARD ballon.
 Workshops en rondleidingen in de
wetenschappelijke instituten van de
Belgische Space Pole (KMI, BIRA,
STCE, KSB, zie verder).
 Recuperatie van de gondel met
experimenten na landing.
 Bekijken van eerste resultaten (’s
avonds).
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.6
Vrijdag 21 april (Planetarium Brussel)
 Presentatie van je eerste resultaten aan
de andere teams.
 Afscheidslunch met de hele groep.
Het hoogtepunt van het project blijft voor
velen het moment van de lancering van de
ballon, die hun maandenlange werk
eindelijk naar hogere sferen vliegt. Hiervoor
krijgen de deelnemers toegang tot de
Belgische Space Pole instituten, die de
aarde en de ruimte als studie-onderwerp
hebben.
Dankzij
de
inzet
van
professionelen uit deze organisaties krijgen
de leerlingen op de lanceringsdag een
exclusieve introductie in hun actueel
onderzoek.
of geen ervaring in dit soort missies, en
maken kleine fouten met grote impact.
Maar dit is precies de reden waarom ze
beter meedoen aan het project ! Enkel door
zelf een wetenschappelijk experiment uit te
proberen, wordt men er beter in.
Resultaat of niet, sinds ASGARD VI (2016)
zijn alle teams verplicht om hun werk
samen te vatten in een zelfgemaakte
wetenschappelijke poster (deadline 31
mei). De opmaak van deze poster doet de
leerlingen reflecteren over hun werk en
resultaten, en leert hen communiceren op
een beknopte, correcte en gestructureerde
manier. De organisatie geeft instructies in
verband met de inhoud van hun poster:

NA DE VLUCHT
Wanneer een team na de vlucht zinvolle
resultaten terugkrijgt, is de vreugde enorm.
Er zijn reeds experimenten geweest die tot
een officiële publicatie geleid hebben. Maar
er zijn ook veel ASGARD experiment die te
weinig, geen of onzinnige resultaten
opleveren. Veel leerlingen hebben weinig




Verduidelijkend beeldmateriaal (foto’s,
grafieken, ...)
Onderzoeksvraag
Relevante info zoals datum en locatie,
gebruikt materiaal, ...
Resultaten en bespreking
Indien geen resultaten: wat is er
misgegaan? Bespreking
Bekijk de posters van de vorige editie op http://www.esero.be/_WP/?page_id=818.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.7

Titelfoto:
Een leerlingenteam monteert hun dierbare
experiment in de gondel


WIE KAN INSCHRIJVEN?
ASGARD staat open voor leerlingenteams
uit elke secundaire school, wereldwijd. De
leeftijden of studierichtingen spelen geen
rol. De begeleidende leraar/lerares bepaalt
hoeveel leerlingen betrokken worden, maar
helaas kunnen slechts vijf van hen voor het
lanceerprogramma naar Brussel komen.

Theoretische en – zo mogelijk technische beschrijving.
Schets/schema/eenvoudige
visuele
voorstelling van de experimentopbouw.
Schatting van de totale massa (max
200 gram).
Speciale verzoeken indien van
toepassing, zoals de precieze locatie
binnen of buiten de gondel, het
stroomverbruik (ook piekverbruik),
gebruik
van
gemeenschappelijke
batterij, enz.
Elk jaar worden bijkomend 2 teams uit de
derde graad lager onderwijs geselecteerd
om mee te vliegen. Zij worden op de dag
van de lancering naar Ukkel gebracht, en
krijgen samen met de lancering van hun
eigen experiment ook een dagprogramma
met wetenschapseducatie.
De inschrijving moet ten laatste op 11
november digitaal bezorgd worden aan
ESERO Belgium. Een korte maar duidelijke
omschrijving is ideaal. We laten de teams
volledig vrij over het aantal pagina’s of de
diepgang van de inzending. Heb je twijfels?
Contacteer ons tijdens de opmaak van je
dossier.
HOE INSCHRIJVEN?
WAT BIEDEN WE AAN?
Bedenk een experiment om mee te vliegen,
dat door de groep leerlingen zelf kan in
elkaar geknutseld worden. Gebruik
vervolgens
het
inschrijvingsformulier
(Nederlands, Frans of Engels) op de
ASGARD webpagina (www.esero.be >
projecten > ASGARD). Het ingevulde
formulier moet – naast identificatie- en
contactgegevens – volgende inhoud
bevatten:
Hoewel de jury elke inschrijving ten volle
waardeert, kunnen we niet alle inzendingen
selecteren om mee te vliegen. We zijn
immers beperkt in de totale massa die de
ballon kan dragen. Het is aan te raden om
de leerlingen bewust te maken dat hun
voorstel kan geweigerd worden, wanneer
er andere voorstellen zijn die een betere
beoordeling krijgen. Er zijn geen winnaars
of verliezers in het project (het is geen
wedstrijd), en een geweigerd voorstel kan
het volgend schooljaar verbeterd worden
op basis van de opmerkingen van de
ASGARD jury.




Beginner of gevorderde?
Naam/titel van je experiment.
Doel (onderzoeksvraag).
De motivatie om voor dit experiment te
kiezen (eventueel reeds verwoord
onder ‘doel’).
Wie wel geslecteerd is, krijgt deze
boodschap met bijgaande instructies net
voor de kerstvakantie. Aan deze teams
wordt het volgende aangeboden:
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.8
ASGARD biedt aan:
 Helpdesk bij de opbouw van je
experiment + feedback op tussentijdse
rapportering.
 Driedaags lanceringsprogramma in
Brussel op 19-20-21 april 2017 voor 5
leerlingen + begeleidende leraar:
 Kennismaking met de Belgische
Space Pole instituten en het
Planetarium
 Broodjeslunch op 19 en 20 april
 Pizzalunch op 21 april
 Lancering en (poging tot) recuperatie
van jouw experiment
 Publicatie van jullie poster op de officiële
ASGARD pagina
Wat je zelf moet voorzien:
 Materiaal om je experiment in elkaar te
knutselen en te testen.
 Driedaags lanceringsprogramma:
 Transport naar, in, en van Brussel (er
is een goed en snel netwerk van
openbaar vervoer).
 Ontbijt en avondmaal (elke dag).
In vorige jaren zorgde elk team voor eigen
nachtaccomodatie in Brussel. Voor
ASGARD VII (2017) tracht de organisatie
dit gratis te voorzien voor alle teams
samen. Volg ons op de ASGARD
webpagina en Facebook om na te gaan of
dit bevestigd wordt.
ASGARD COMMUNITY
Naast
de
ondersteuning
van
de
organisatoren, kunnen de deelnemende
teams ook met elkaar communiceren over
hun uitdagingen via de ASGARD Facebook
pagina. Aangezien de teams geen
concurrenten van mekaar zijn, zorgt
dergelijke wederzijdse hulp enkel voor
positieve effecten.
Deelnemers delen beeldmateriaal via de ASGARD Facebookpagina.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.9
In april ontmoeten de teams tenslotte
mekaar, en blijven ze 3 dagen samen.
Deze bijeenkomst ademt de sfeer van een
internationaal congres, wat voor veel
jongeren een erg inspirerende factor is. Het
benadrukt voor de deelnemers de gelijkenis
met een echte job als wetenschapper (zie
kader). Deze gelijkenis draagt trouwens
ruimschoots bij aan de vakoverschrijdende
eindtermen.
Wat zijn de gelijkenissen tussen een ASGARD-deelname en het beroep van
ruimtewetenschapper?











Creativiteit bij de keuze van je technisch-wetenschappelijke uitdaging
Kandidatuur indienen om geselecteerd te worden voor een vlucht
Experiment in elkaar knutselen en testen tot het feilloos werkt
Tussentijds rapporteren
Je werk presenteren
Jouw experiment integreren in de totale payload
De climax van de lancering
Recovery: eerste resultaten (voldoening of ontgoocheling)
Verwerken en interpreteren van resultaten
Evalueren en rapporteren
Internationale community, voertaal Engels
Titelfoto:
Electronische experimenten worden
getest op droog ijs (-78°C) om de werking
te controleren bij lage temperatuur.
Slechts enkele recente voorbeelden van
uitgevoerde
ASGARD
experimenten
worden hieronder gegeven. Er zijn reeds
vele andere experimenten meegegaan, die
erg verschillend waren van onderstaande
voorbeelden. De jury staat open voor alle
creatieve voorstellen. Er zijn enkele vaste
regels die in acht moeten worden
genomen:
 Geen levende dieren aan boord
 Geen ontvlambare of radioactieve
producten
 Beperkingen in stroomverbruik
 Maximale massa per team is 200 gram,
liefst minder
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.10
BLOOD IN SPACE (BEGINNERS)
Onderzoeksvraag
Wat is het effect van lage temperaturen,
lage luchtdruk en UV straling op
bloedcellen?
Wie
Koninklijk Atheneum Zottegem, 2016
Wat
Varkensbloed werd verdeeld over
categorieën buisjes:
 Doorboorde buisjes in de stratosfeer
 Gesloten buisjes in de stratosfeer
 Controle die op de grond blijft
Nadien werden alle stalen microscopisch
onderzocht.
Principe
Op alle stalen wordt het gecombineerd
effect van lage temperatuur en UV straling
bekeken. Voor de helft van de stalen komt
daar ook nog lage luchtdruk bij.
Context: er is veel vraag naar donorbloed.
In welke omstandigheden zou men bloed
langer kunnen bewaren?
Resultaat
Rode bloedcellen bleven intact in de
controlegroep, waren volledig verdwenen
in de gevlogen buisjes met normale druk,
en waren gedeeltelijk verdwenen in de
gevlogen buisjes met lage druk. Deze
resultaten konden niet verklaard worden
3
BASISPARAMETERS EN FOTOMATERIAAL (BEGINNERS)
Wie
Meerdere teams, elk jaar.
Wat
Het eenvoudigste electronisch experiment:
elk tijdsinterval worden data gestuurd naar
een
geheugenkaartje
van
een
temperatuursensor, een druksensor, of een
camera. Achteraf worden de metingen
gekalibreerd en grafisch voorgesteld.
Principe
Basisparameters voorzien om de vlucht zo
goed mogelijk in kaart te brengen, en
andere
teams
te
voorzien
van
achtergronddata.
Resultaat
Grafiekjes en beeldmateriaal die de
ASGARD vlucht illustreren.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.11
TRIOPS EITJES IN DE RUIMTE (BEGINNERS)
Onderzoeksvraag
Heeft een reis door de stratosfeer effect op
de leefbaarheid van triops eitjes?
Wie
Ecole Communale de Moignelé (Lagere
school), 2016.
Wat
In de klas werden triops eitjes opgekweekt
tot rondzwemmende triops. Een staaltje
werd ook meegestuurd met de ASGARD
ballon.
Principe
Triops zijn kleine kreeftachtigen die in water
leven. De eitjes kunnen vrij extreme
omstandigheden aan, maar eens ze
uitkomen, moet het water tussen 20 en 30
graden zijn.
Resultaat
Nog niet bekend.
GONDELSTABILISATIE MET GYROSCOOP (GEVORDERDEN)
Onderzoeksvraag
Kan de rotatie van de gondel tijdens de
vlucht significant verminderd worden met
een lichtgewicht gyroscoop?
Wie
Stedelijk Humaniora Dilsen, 2015.
Wat
Twee 3D-geprinte wielen werden op een
motortje gemonteerd, elk aan een uiteinde
van een metalen profiel vastgemaakt. Het
geheel werd bevestigd bovenop de gondel.
Principe
Een draaiend wiel (ringvormige massa) is
een gyroscoop, en verzet zich tegen
verplaatsing/kanteling in de ruimte (inertie).
De gyroscoop hangt vast aan de gondel,
zodat deze laatste geremd wordt in rotatie
rond de ophanging.
Resultaat
Het aantal rotaties van de gondel werd
gemonitord met magnetometers (positie tov
aardmagnetisch veld). Een duidelijke
vermindering van rotaties werd vastgesteld
t.o.v. de gondelrotaties in vorige jaren.
Foto’s genomen tijdens deze vlucht waren
minder bewogen.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.12
SNELHEID VAN GELUID (GEVORDERDEN)
Onderzoeksvraag
Is een geluidsgolf meetbaar vertraagd in de
hoge stratosfeer?
Wie
Žagle school Warschau (Polen), 2015 en
2016.
Wat
Een ultrasone afstandsmeter wordt gericht
op een plaatje, dat vastzit op 40 cm van de
sensor. Aangezien de afstand constant is,
moet de geluidssnelheid veranderd zijn
wanneer toch een variatie in ‘afstand’
gemeten wordt door het toestel.
Principe
Geluidssnelheid wordt bepaald door het
medium waarin de golven trillen. Als dit
medium (de lucht) steeds ijler wordt
naarmate de ballon stijgt, dan zal de
geluidssnelheid lichtjes verminderen. Dit
zou moeten zichtbaar zijn in de data,
doordat de gemeten afstand zal vergroten.
Resultaat
Tot hiertoe kon geen significante afwijking
van de geluissnelheid vastgesteld worden.
ORIENTATIE VAN GAMMASTRALEN (GEVORDERDEN)
Onderzoeksvraag
Vanuit welke richting komen de meeste
gammastralen in de aardatmosfeer?
Wie
Sint-Pieterscollege Jette, 2016.
Wat
Drie Geiger-Muller-tellers werden in
driehoekspositie
gemonteerd.
Een
horizontaal bewegend gamma deeltje gaat
aan lichtsnelheid door de onderste twee
tellers, waardoor deze twee gelijktijdig een
signaal registreren. Analoog effect voor
vertikale en diagonale straling.
Principe
In 2015 werd met 1 Geiger-Muller-teller een
stralingsmaximum gemeten rond 18 km
hoogte. Dit jaar wilde men de dominante
orientatie bepalen van deze straling.
Resultaat
Onder 18 km werd meer vertikale straling
gemeten, en erboven meer horizontale. De
verschillen zijn niet groot.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.13
Titelfoto:
Astronaut Dirk Frimout geeft een lezing op
de dag van de ASGARD lancering.
Sint-Pieterscollege Jette
Fysicaleraar Erik de Schrijver organiseert
jaarlijks unieke en uitdagende STEM
projecten met het thema ruimtevaart. Hij is
de oprichter en inhoudelijk specialist van
onder meer het ASGARD project.
ESERO Belgium
ESERO is het grootste educatief
programma
van
het
Europees
Ruimtevaartagentschap ESA.
ESERO
ondersteunt leraren om de ruimte en
ruimtevaart te gebruiken in het onderwijs.
ESERO
is
mede-organisator
en
belangrijkste financierder van ASGARD.
ESERO organiseert alle praktische en
logistieke aspecten, en staat mee in voor
algemene communicatie en contacten met
scholen.
KMI en STCE
Het
KMI
en STCE
leveren
de
stratosfeerballon voor het ASGARD
project. Beide instituten geven ook
rondleidingen op de dag van de lancering.
Planetarium Brussel
Het Planetarium van Brussel laat het grote
publiek kennismaken met aard- en
ruimtewetenschappen, en biedt lessen aan
voor Belgische scholen.
De dag voor en de dag na de lancering
komen de ASGARD teams samen in het
Planetarium. Voor de workshops met
lagere scholen worden de lesgevers van
het planetarium ingezet. ESERO België is
gesitueerd in het Planetarium.
Koninklijke Sterrenwacht
De Koninklijke Sterrenwacht van België
bestudeert de aarde, het zonnestelsel, en
het heelal.
Op de dag van de lancering geeft de KSB
rondleidingen en stelt men de lokalen ter
beschikking.
BIRA
Het Koninklijk Meteorologisch Instituut
(KMI) doet onderzoek en voorspellingen in
verband
met
het
weer
en
de
aardatmosfeer.
De
onderzoekers
gebruiken vaak weerballonnen.
Het 'Solar-Terrestrial Centre of Excellence’
(STCE) voert onderzoek naar de zon en het
ruimteweer.
Het Belgisch Instituut voor Ruimte
Aeronomie (BIRA) bestudeert de atmosfeer
van de Aarde en andere planeten of
hemellichamen.
Het
BIRA geeft rondleidingen en
workshops aan de leerlingen op de dag van
de lancering.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.14
Euro Space Society
Het ESS is de educatieve organisatie van
eerste Belgische astronaut Dirk Frimout.
Naast de inzet van Dirk Frimout zelf, omvat
de vereniging een groep Space Teachers:
Extra
Belgen die actief zijn in ruimtevaarteducatie.
Astronaut Frimout is de voorzitter van de
ASGARD jury, en geeft lezingen op de dag
van de lancering.
EEN EDUCATIEVE BALLONVLUCHT
NABIJ DE NOORDPOOL
Enkele gevorderde ASGARD teams
besloten in 2016 samen een extra
ballonvlucht uit te voeren in het schaars
bewoonde hoge noorden. Het resultaat is
een eenmalig project met drie scholen in
Longyearbyen, Svalbard.
onder rmeer zijn eigen universiteit. De
locatie wordt bijvoorbeeld ook gebruikt om
Global Seed Vault op te vestigen, de
wereldzaadbank van voedselgewassen.
WAAR LIGT LONGYEARBYEN?
Longyearbyen ligt op 78° noorderbreedte
en wordt beschouwd als de noordelijkste
plaats met meer dan 1000 inwoners ter
wereld. De poolcirkel ligt op 66,5°NB. Het is
de hoofdplaats van het eiland Spitsbergen,
in de Noorse eilandengroep Svalbard.
Historisch zijn de nederzettingen op
Svalbard
er
gekomen
voor
de
steenkoolmijnen. Ook nu nog wonen er vrij
veel mijnwerkersfamilies, vooral van
Noorse en Russische afkomst. Maar met
de jaren is zowel wetenschappelijk
onderzoek als pooltoerisme belangrijker
geworden op het eiland. Svalbard heeft
Satelllietbeeld van grondstation SVALSAT in de
sneeuw naast de luchthaven van Longyearbyen
(zichtbaar linksboven). Dankzij de noordelijke
ligging kan dit station contact maken met polaire
satellieten bij elke rotatie. Bron: ESA.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.15
EXPERIMENTEN
De extreem noordelijke ligging zorgt
uiteraard voor een koud klimaat en een
lange winterpoolnacht. Maar dankzij de
warmere golfstroom uit de Atlantische
oceaan, is het klimaat leefbaar, en blijft de
zee rond Spitsbergen ijsvrij.
Svalbard is ook de woonplaats van
ongeveer 3000 ijsberen, iets meer dan het
totaal aantal menselijke bewoners. Het is
dan ook niet toegelaten om zonder
bescherming buiten de bewoonde kern van
Longyearbyen te wandelen.
WIE GAAT ER MEE?
Drie scholen met een veelvoud aan
ASGARD ervaringen voeren experimenten
uit in Longyearbyen:
 Sint-Pieterscollege Jette,
initiatiefnemer (6 leerlingen)
 Stedelijk Humaniora Dilsen
(7 leerlingen)
 St-Paul’s School London
(8 leerlingen)
Een ballonspecialist uit de USA komt de
teams ondersteunen. Het project wordt ook
bijgewoond door ESERO (ASGARD
organisator) en de Vlaamse televisiemaker
en wetenschapscommunicator Lieven
Scheire.
In totaal worden 8 ballonnen gelanceerd
van variabele grootte. De landingsplaatsen
zijn onvoorspelbaar, en vanwege het
landschap zonder wegen, vol gletsjers,
ijsvlaktes
en
ijsberen,
is
het
onwaarschijnlijk dat de teams hun payload
kunnen ophalen na de vlucht. Daarom zijn
ze
verplicht
om
de
data
via
radiotransmitters naar de basis te zenden.
Het werken met radiocommunicatie wordt
dus uitgebreid getest en op punt gesteld,
zodat deze technieken in volgende
ASGARD
edities
in
Brussel kunnen
gebruikt
worden.
Bovendien is het
fijn voor de
teams dat men
niet langer moet
wachten op de
landing en de
recovery van de
experimenten
om resultaten te
zien. Het SintPieterscollege
wil zelfs live beeldmateriaal ontvangen
tijdens de vlucht. De hele vlucht zal dus
vanaf de lancering kunnen gevolgd worden
op de laptops.
De teams op Svalbard hebben soms grote
ambities, waarvoor men niet altijd de
nodige ervaring heeft. Zulke experimenten
kunnen dan ook mislukken, maar kunnen
gezien worden als een test om toekomstige
ASGARD vluchten te verbeteren. Dit zijn
zogenaamde ‘demonstrator experiments’,
net zoals de Schiaparelli in de ExoMars
missie van ESA. Deze module zal een
gecontroleerde testlanding maken op Mars
in oktober 2016, enkel om
de
landingstechniek te optimaliseren voor de
ExoMars rover die in 2020 naar Mars
vertrekt. Voorbeelden hiervan in het
Svalbard project zijn:
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.16
 Een vlucht met twee ballonnen, een
grote en een kleine, om snel te stijgen,
en vervolgens langer in de hogere
atmosfeer te blijven vliegen. Deze
techniek zal voor het eerst in Brussel
gebruikt worden voor de ASGARD
vlucht van 2017.
 Het ontvangen van een radiosignaal van
grote hoogte (tot max 38,5km) met een
kleine draadantenne op de grond.
 Een cut-down mechanisme die de
payload loskoppelt van de ballon net
voordat de ballon explodeert.
 Gebruik van een 3D geprinte dropsonde
(10 cm, 600 gram), die een korte vrije val
doet, en dan met een parachute
vertraagd wordt. In deze sonde worden
instrumenten geplaatsts zoals een gps
module en een radiozender.
Verder worden er metingen gedaan waar
ASGARD teams wel al mee vertrouwd zijn:




Ozonconcentraties
Luchtvochtigheid
UV straling
Radio-actieve straling met geiger
counters
 Positie van de gondel ten opzichte van
het aardmagnetischen veld
 Temperatuur en luchtdruk
 Camerabeelden
Een nieuwigheid is de poging van Stedelijk
Humiora Dilsen om met een spectrometer
het zonlicht te beklijken bij valavond. Door
de ligging in het hoge noorden, legt het
zonlicht een bijzonder lange weg af door de
atmosfeer, wat invloed heeft op het
spectrum.
Foto’s en resultaten zullen na afloop te
vinden zijn op de ASGARD webpagina:
www.esero.be > projecten > ASGARD.
Op Svalbard leven ongeveer 3000 ijsberen, iets meer dan mensen. Foto: Dailymail UK.
ASGARD balloons for science – sept 2016 – p.17