动力与电源
上升动力:氦气球(直径可承载kg,升s)。
供电:锂电池组(voah)+微型太阳能板(备用)。
通信与导航
无线电链路:lora模块(传输距离ok,功耗oodu)。
定位:gps模块(需防低温,如uboxneon)。
数据回传:aprs协议(自动分组报告系统)。
科学载荷(可选)
传感器:大气压力(bpo)、辐射量(ir管)、紫外强度(si)。
影像:树莓派hq相机(搭配广角镜头,拍摄地球曲率)。
三、制作流程(气球平台版)
设计与仿真
使用fiono建模,通过cfd模拟评估气动稳定性。
计算浮力:氦气升力≈gl,需预留o冗余(例:kg载荷需oool氦气)。
硬件组装
载荷舱:安装传感器和摄像头,用硅胶密封接口。
降落系统:折叠式降落伞(触高度k,开伞度<os)。
防冻措施:关键电路包裹隔热铝箔+加热片(功耗<du)。
测试验证
低温测试:放入冰柜(oc)运行小时。
坠落测试:从o米高度自由落体,检查结构完整性。
射与回收
场地:选择开阔地带(半径ok内无机场)。
法规:在中国需向空管部门备案(依据《通用航空飞行管制条例》)。
实时监控:通过地面站(rtlsdr接收器)跟踪信号。
四、关键风险与规避
通信丢失
对策:预设自动降落指令(gps高度<k时强制开伞)。
设备冻结
对策:使用航天级润滑剂(如二硫化钼),避免机械结构卡死。
法律问题
中国限制:禁止私人使用无线电频段(需申请临时执照)。
五、替代方案(低成本实践)
水火箭搭载
可射oog载荷至oo高度,适合测试传感器抗过载能力。
风筝平台
在k高度悬挂仪器,研究边界层大气(需防风设计)。
六、学习资源
开源项目
nasa的baoonsat指南(含电路图和代码库)。
仿真工具
stratocache:预测气球飞行轨迹。
案例参考
日本岩谷技术高校学生团队(成功射平流层探测器)。
重要提醒