Document théorique sur le projet

QU’EST-CE QU’UN BALLON SONDE STRATOSPHERIQUE ?
 
 

Un ballon sonde est un ballon:

• sphérique,
• en caoutchouc mince très élastique,
• fermé et gonflé à l’Hélium,
• de diamètre au décollage d’environ 2m,
• qui s’élève sous l’action de la poussée d’Archimède.
   
   
   

Le ballon comporte une nacelle qui emporte des capteurs et des expériences:

• capteur de pression,
• capteurs de température,
• appareils photos,
• un GPS,
• expériences diverses,
• un émetteur pour transmettre des mesures à terre.

 

En montant, le ballon grossit ; sa paroi élastique finit par éclater à une altitude généralement comprise entre 20 et 30 kilomètres.
Après l’éclatement, un petit parachute va s’ouvrir pour ramener la nacelle et son matériel scientifique au sol avec une vitesse pas trop grande.

Il faut maintenant essayer de localiser, puis de récupérer la nacelle pour exploiter l’ensemble des expériences embarquées.

Bon vent au ballon et à l’équipe
 
 
 
 

QU’EST-CE QUE L’ATMOSPHERE TERRESTRE ?

La terre peut-être assimilée à une sphère de rayon 6400 km.

L’atmosphère terrestre est représentée par une couronne d’épaisseur
h = 100 km autour de la terre.
 

   Un modèle à notre échelle ?
 

Montrer qu’à l’échelle humaine on peut comparer l’épaisseur de la peau d’une pomme à celle de l’atmosphère ?
Peut-on faire la même comparaison avec une orange ?

Matériel disponible :
pommes, oranges, instruments de mesures.

Exemple:

    faites le calcul : e = 0,8 mm

Vérifier avec la peau de pomme et la peau d’orange, conclure!!!!!!!
 

 
 

LE CAPTEUR DE PRESSION : UN ALTIMETRE
 

Le capteur de pression est alimenté par une tension d’entrée (Ue) de 5 V.
 

Sa tension de sortie (Us) varie en fonction de la pression de l’air rencontré pendant le vol. La tension de sortie et comprise entre 0,2 et  4,7 V avec une précision d’environ 20 mV
 

L’émetteur placé à bord de la nacelle transmet au sol la tension Us avec une fréquence qui dépend de l’émetteur choisi.
 

Il faut donc étalonner le capteur de pression (MPX 5100) en mesurant simultanément Us et P.

Les mesures sont données par les deux écrans ci-dessous.
 

P(hPa)    Us(V)	P(hPa)      Us (V)

Représentons Us en fonction de P :

 
Modélisons P en fonction de Us

 
 Us = 0,039 P + 0,524

et donc

 P = 253,8 Us - 132,9

On transmet Us et on évalue P avec le modèle ci-dessus.

Pour avoir une simulation de l’altimètre à partir de la grandeur mesurée, il faut trouver la relation entre Us et h. Pour cela il faut connaître la variation de la pression P en fonction de l’altitude h ( tableau de données éventuellement).