28 juin 2009

Le ballon idéal

Le ballon idéal est un ballon capable de :
  • soulever une charge de 1 à 3kg, jusqu'à une altitude de 75 000 pieds et plus
  • ramener cette charge au sol sans l'endommager, à proximité du site de lancement
  • transmettre et enregistrer sa position en permanence
  • enregistrer des images en vol
Les principaux obstacles à ces objectifs sont dûs à l'hostilité de l'atmosphère à ces altitudes élevées. La pression y est très faible; on considère que tous les 50 000 pieds on perd 90% de pression. A 100 000 pieds, altitude symbolique correspondant à environ 30km, la pression atmosphérique est donc de 1% celle mesurée au sol, soit environ 1000Pa. Cela interdit l'emport d'objets étanches contenant de l'air.

Le second problème est la température. Elle décroit rapidement dans la troposphère pour atteindre -56,5°C en moyenne à la tropopause, à l'altitude de 17km environ, pour recroître dans la stratosphère et atteindre -3°C à la stratopause (55km). Ces températures sont trop faibles pour faire fonctionner des appareils électroniques, qui doivent donc être protégés par une enveloppe isolante, mais non étanche, pour éviter les contraintes de pression.

Malgré ces protections, on ne peut pas éviter une température intérieure inférieure à 0°C, les appareils constituant ce que l'on appelle l'avionique doivent être alimentés par des piles puissantes et capables de résister à ces températures.

La baisse de pression est responsable également de la descente du matériel; elle entraîne l'explosion de l'enveloppe du ballon, dont le volume est 100 fois supérieur à ce qu'il était au sol. On peut imaginer cependant le ballon s'arrêter de monter et flotter pendant des heures, voire des jours à cette altitude. Il faut donc prévoir un système de largage de la nacelle au bout d'un certain temps, car les batteries ne sont pas conçues pour fonctionner si longtemps.

Les batteries alimentent la caméra, le système de largage et le système de positionnement. Ce dernier récupère sa position via le GPS, l'enregistre et la transmet au sol pour permettre sa récupération lors de l'atterrissage de la nacelle.

Cet atterrissage devra se faire à une vitesse réduite, à l'aide d'un parachute, mais assez rapide pour ne pas emporter la nacelle trop loin, s'il y a du vent. Une vitesse de 30 km/h semble raisonnable, c'est à dire une heure pour redescendre de l'altitude de 100 000 pieds.

Enfin, pour atterrir le ballon devra s'être élevé grâce à un gaz plus léger que l'air, typiquement de l'hélium, bien que le dihydrogène puisse être utilisé, car moins cher et deux fois plus léger, mais hautement inflammable et dangereux.

Ce ne sont que de grandes idées lancées pour donner un cadre à la conception, ces différents points seront vus plus en profondeur par la suite.

3 commentaires:

  1. Bonjour j'aimerai avoir un ballon pour avoir une expérience comment je doit faire merci de me répondre , je paye merci

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  2. Bonjour je voudrais me procurer un ballon stratosphériques quelques un pourrait me renseigner ou me diriger vers un cite merci

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  3. je suis à la recherche d'un ballon gonflable pour expérimentation sur
    instrumentation légère positionnee à faible altitude demande technique et devis

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