Descripci√≥n de la carga útil

Es una plataforma multi-instrumental diseñada para transportar hasta doce cargas utiles pequeñas, con una duración de vuelo de entre 15 y 20 horas a una cota de 36 km.

Las cargas son desarrolladas y construidas por estudiantes, y son utilizadas como pruebas de vuelo de satelites compactos o como prototipos de otros experimentos.

El estado de Louisiana junto con el Louisiana Space Consortium financiaron la construcción y operación de la plataforma en tanto la NASA a traves de la Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF) se ha comprometido a hacerla volar anualmente en uno de sus globos hasta el año 2008.

A la izquierda puede verse una imagen de la configuración de vuelo de HASP. La plataforma se compone de dos segmentos principales; el contenedor correspondiente a los instrumentos de la CSBF por debajo, y el sistema HASP propiamente dicho por encima. La plataforma inferior es el elemento estructural primario de la gondola y ha sido reciclado a partir de una vieja plataforma de preubas de la CSBF. La misma aloja todos los subsistemas de la CSBF requeridos para monitorear y controlar el globo. En sus vertices superiores se anclan los cables de sujeción que unen la gondola al resto del tren de vuelo. Dichos cables -de acero- estan recubiertos de plastico para otorgarles una mayor rigidez y evitar que durante el aterrizaje puedan dañar alguno de los experimentos transportados en la parte superior. Por debajo de la estructura de la CSBF se ubican los paneles absorbedores de choque, y los puntos de amarre de los contenedores de lastre.

El interior de la estructura aloja el llamado Mini-SIP (Support Instrument Package) que efectua la interface con la electronica de HASP y provee un enlace de comunicacion hacia y desde tierra con la carga util. Asimismo dicho contenedor ofrece espacio libre para poder alojar diversos prototipos o elementos de ensayo, para permitir a la CSBF testear nuevas tecnologias que puedan mejorar la performance de futuros vuelos de globos con fines netamente cientificos.

Fijado a esta estructura principal se encuentran cuatro armazones de fibra de vidrio que sostienen las cargas utiles pequeñas (< 1 kg). Cada uno de estos "brazos" se extienden 56 cm por fuera de la estructura de aluminio y pueden alojar hasta dos placas de montaje para sendos experimentos, cada una de las cuales incluye interfaces mecanicas, de comunicación en serie y de alimentación estandarizadas. Cada uno de esos "brazos" se fijan a uno de los lados de la estructura principal para acomodar así, hasta 8 pequeñas cargas utiles. Esta configuración fue elegida con el objetivo de minimizar las interferencias que pudieran existir durante el vuelo entre la estructura metalica y los sistemas de comunicación de las cargas. Adicionalmente, en la parte superior de la estructura principal, pueden montarse hasta 4 cargas utiles mas grandes (< 10 kg) con prestaciones de interface similares a las disponibles para el resto de los experimentos.

El subsitema de comando y control de HASP provee los medios para recibir y procesar comandos enviados desde tierra, asi como para obtener y archivar los datos generados a bordo, efectuar tareas de intercambio de datos con las cargas utiles y enviar a tierra informacion del status del sistema en vuelo. Existen tres modulos primarios de control en dicho subsistema que se comunican entre sí sobre una red Ethernet interna a 100 Mbps (megabits por segundo). Dichos modulos son la Unidad de Control de Vuelo (Flight Control Unit - FCU) que "administra" todo el subsistema decodificando comandos de tierra recibidos via el Mini-SIP de la CSBF y distribuyéndolos, vigilando aquellas unidas que deben ser reseteadas, recolectando datos del status general del sistema y transmitiendo a tierra datos a traves del Mini-SIP. Adicionalmente, la FCU tambien monitorea los voltajes y corrientes del sistema de alimentación y recoge información de variables ambientales para su archivo.

La Unidad de Archivo de Datos (Data Archive Unit - DAU) controla las atreas relacionadas con la grabación y resguardo de los datos obtenidos, poniendo a disposición esos datos para otros procesos en la red, controlando el receptor de GPS de HASP y administrando las marcas de tiempo para todos los datos obtenidos. Los datos son grabados a tarjetas de memoria Flash que para el sistema funcionan igual que si fueran discos rigidos pero poseen una mejor performance en el vacio que estos.

La Unidad de Comunicaciones Serial (Serial Communications Unit - SCU) que corre el software que se comunica con las diferentes experiencias a bordo. Sin esta unidad no habría forma de que los datos fueran recogidos.

Finalmente, una serie de sensores de temperatura se ubican en puntos estrategicos de la estructura (baterias, Paneles de proteccion solar, por fuera) para monitorear el ambiente y entregar un perfil de rendimiento termico de HASP.

La fuente principal de alimentación de HASP genera 30 Volts de corriente continua a traves de un equipo Lambda ZUP36-24 mientras se encuentra en tierra u ocho baterias de litio B7901-11 durante el vuelo.

Una de las mayores innovaciones incorporadas a HASP fue la de montar todos los componentes de comando y control en una plancha metálica de 109 x 36 cms denominada Placa de Montaje de Electrónica (Electronics Mounting Plate - EMP). La misma puede ser facilmente removida de la estructura principal de HASP para un mejor acceso a los componentes durante la puesta a punto previa al vuelo. Adicionalmente, se ha construido una segunda EMP de repuesto lista para reemplazar a la original en caso de algun fallo critico durante la campaña.

Como carga adicional, HASP transporta una camara web desarrollada por la firma Rocket Science, Inc. llamada CosmoCam. Este dispositivo ha sido diseñado para ofrecer imagenes en vivo en tiempo real de las operaciones de lanzamiento y vuelo desde la misma gondola cuya señal de bajada de video es retransmitida por internet. El cabezal de la videocamara montado en un mastil vertical, incluye un zoom optico de 26º servocontrolado a traves de una interface operable por remotamente por la web. CosmoCam es particularmente util para este proyecto debido a que permite a los estudiantes inspeccionar y controlar visulamente y en tiempo real durante el vuelo, el estado de sus experimentos.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: Scientific Flight Balloon Facility, Nuevo Mexico, EEUU  
Hora lanzamiento: 15:51
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF)
Globo: Globo de Presión Cero Raven - W11.82-1E-37 - 11.820.000 cuft
Nº de serie del globo: W11.82-1E-37
Nº de vuelo: 558N
Peso carga útil: 1002 lbs
Peso Total: 2000 lbs

El globo fue lanzado utilizando el metodo dinámico con asistencia de vehiculo lanzador el 4 de Septiembre de 2006 a las 15:51 utc.

Luego de una fase de ascenso nominal, el globo alcanzó la altura de flotación de 122.000 pies a las 18:30 utc comenzando un desplazamiento hacia el oeste del estado con una ligera desviación hacia el norte tal y como se puede apreciar en el mapa a la izquierda.

Luego de un vuelo de cerca de 18 horas en el que alcanzó el norte del estado de Arizona, el globo fue separado de su carga útil a las 9:22 utc del 5 de Septiembre. La carga util tomó tierra a las 10:02 utc en las coordenadas 35º 47' N / 112º 0' O 42 millas al N-NO de Flagstaff, Arizona.

El primer vuelo de la plataforma incluyó los siguientes experimentos:

Carga Util 01 - Vacia

Carga Util 02 - Infrared Thermal Balloon Experiment (ITBE): un sistema compuesto por tres detectores infrarrojos que apuntan hacia el globo. El objetivo del experimento es medir la temperatura de la superficie del balón durante el vuelo (University of Alabama, Huntsville).

Carga Util 03 - GEOCAM: una camara que toma otografías de la superficie terrestre mientras el globo se desplaza. El curso seguido por el balón permitirá obtener un panorama amplio del territorio sobrevolado por éste. Luego del vuelo las imagenes serán descargadas de la cámara e integradas con la API de Google Maps API a fin de observar detalles del terreno (Texas A&M University).

Carga Util 04 - Experimento de física desarrollado por Florin Minigireanu (Louisiana State University)

Carga Util 05 - Camara del experimento ITBE

Carga Util 06 - Sensor del experimento ITBE

Carga Util 07 - Vacia

Carga Util 08 - Sensor del experimento ITBE

Carga Util 09 - Vacia

Carga Util 10 - Camara de emulsion nuclear (University of Louisiana - Lafayette)

Carga Util 11 - Investigación de un inyector de un motor de un cohete de una sola etapa (Louisiana State University)

Carga Util 12 - Vacia

El vuelo incluía como carga adicional a COSMOCAM un proyecto que consta de una cámara de video conectada a una interface que permite su operación remota a través de Internet.

Asimismo, una de las experiencias a realizar sería el lanzamiento durante la fase de ascenso de un pequeño planeador con una cámara de video, para registrar imagenes del descenso. Si bien el aeroplano (bautizado "Billy the Glider") fue correctamente eyectado de la gondola, aparentemente se produjo una malfunción del sistema de video, que impidió la transmisión de imágenes. Asimismo, aun no se pudo encontrar el dichoso aeroplano, que se estima cayó en algún punto localizado al oeste de Fort Sumner.

Para obtener mas detalles sobre la performance de cada uno de los experimentos volados les recomendamos visitar los sitios web de cada uno de ellos, listados mas abajo en la sección de referencias y bibliografía.

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión

Vista de la gondola antes del lanzamiento Vista detallada del planeador destinado a ser lanzado durante el vuelo Vista de la linea de vuelo con el globo ya inflado minutos antes del lanzamiento El globo ascendiendo La gondola de regreso a Fort Sumner, luego del vuelo