Lety Fík
Kosmické záření je převážně směs rychlých protonů, elektronů a těžších jader atomů, které přilétají na Zemi ze vzdálených galaxií a ze Slunce. Pokud je kosmického záření příliš mnoho, může ohrozit astronauty na oběžné dráze a také posádky letadel. Na každý metr čtvereční zemské atmosféry dopadá podle odhadů asi 1000 částic kosmického záření za sekundu. Obyvatele planety před zářením chrání atmosféra Země a to je důvod, proč je jeho výzkum nutný buď z vesmíru nebo právě z výškových balónů. Jedná se o jeden ze základních fyzikálních experimentů. Pozorování kosmického záření z balónu není ničím novým a historicky má silnou vazbu na Českou republiku. Objev kosmického záření rakouským vědcem Victorem F. Hessem byl totiž proveden na balónu Böhmen a vypuštěn byl v roce 1912 z Ústí nad Labem. V roce 1936 za to obdržel Nobelovu cenu za fyziku. Byl to zároveň první pokus měřit závislost intenzity a dávky kosmického záření na nadmořské výšce, což je také cílem našeho experimentu. Zajímavé je, že tato závislost není monotóní. Jak by se dalo očekávat, dávka záření s rostoucí nadmořskou výškou skutečně roste, ale jen do zhruba 20-25km, tam nabývá maxima (tzv. Pfotzerovo maximum) a pak klesá. Poloha Pfotzerova maxima je různá v závislosti na zeměpisné poloze a sluneční aktivitě. Chceme vědět, v jaké výšce nad Českou republikou se Pfotzerovo maximum nachází nyní - krátce po maximu 11 letého slunečního cyklu. Kromě vývoje intenzity a dávky záření nás také zajímají naměřená energetická spektra v různých nadmořských výškách, která poslouží k ověření fyzikálních modeů šíření kosmického záření atmosférou.
Další historický moment, který chceme naším experimentem připomenout, je měření závislosti intenzity kosmického záření na zeměpisné poloze, které jako první provedl český vědec a spisovatel František Běhounek během věhlasné výpravy vzducholodí Italia na severní pól v roce 1928. Známou se výprava stala zejména proto, že při zpáteční cestě vzducholoď havarovala, část posádky havárii nepřežila a druhá část pak několik týdnu přežívala v ledové pustině a čekala na záchranu, která přijela až po třech měsících v podobě ruského ledoborce Krasin. Běhounek se proslavil tím, že přes veškeré nesnáze své přístroje zprovoznil a po celou dobu dál měřil kosmické záření.
Vybavení, které bude v gondole balonu, umožní změřit intenzitu kosmického záření v závislosti na zeměpisné poloze a výšce letu. K měření bude využit zatím světově unikátní open-source polovodičový detektor ionizujícího záření, který byl vyvinut na Ústavu jaderné fyziky AV ČR, v.v.i. Ing. Martinem Kákonou z Oddělení dozimetrie záření ve spolupráci s Mikrotronovou Laboratoří. Protože pro úspěch celého experimentu je nutná znalost trajektorie a výšky letu, je detektor doplněn ještě speciálním GPS přijímačem piNAV-L1, který byl vyvinut doc. Kovářem z katedry radioelektroniky ČVUT FEL. Tento GPS přijímač, jehož vývoj byl financován ze soukromých zdrojů, je zvláštní tím, že nemá zabudované obvyklé limity a jeho provoz je možný i ve vysokých výškách nad zemí, kde se balon pohybuje. (Předpokládaná maximální výška letu je 30 km nad hladinou moře.) Z bezpečnostních důvodů bude pro sobotní let upraven firmware přijímače tak, aby poskytoval polohu pouze do rychlostí 500 m/s a to pouze do půlnoci 19. prosince 2015. Poté se přijímač sám znehodnotí. Pomocná elektronika experimentu včetně napájení a samotného detektoru je zkonstruována pomocí české modulární open source stavebnice MLAB.
Sonda bude posílat informace přes síť GSM, ta však nemá použitelné pokrytí ve všech výškách, kde se bude balon nacházet. Jsou proto očekávány výpadky spojení a souřadnice sondy budou aktualizovány zejména při finální fázi sestupu. Klíčové tedy bude, zda se gondolu balónu podaří po jejím přistání dohledat a následně vyčíst naměřená data z přístrojů.
Odkazy:
LET FÍK 1
Ráno v 19.12. 2015 v 11 hodin byl v okolí obce Číhošť u Ledče nad Sázavou vypuštěn stratosférický balon LET FÍK základní školy Letohradu, který nesl náš detektor pro výzkum kosmického záření. Radiový a vizuální kontakt s balonem byl přerušen ve 2 km, na úrovni mraků. Díky datům z GPS a triangulaci signálů radiomajáku pátrací tým balón kolem šesté hodiny večerní našel a vyzvedl v Rakouském příhraničí. Balón dle plánu explodoval na úrovní 33 km, výsledky měření analyzujeme. Děkujeme všem, kdo pomohli.
Průběh vypouštění a hledání balonu viz Twitter a YouTube.
A tady, pozdrav z 27 km:
LET FÍK 2
V sobotu 18. března 2017 byl vypuštěn již druhý stratosférický balón pro výzkum kosmického záření. Tentokrát měla akce velice dramatický start, viz osel.cz nebo Twitter, sestřih videa z přípravy i letu také zde. O akci referovala krátce i Česká televize.
LET FÍK 3
V dopoledních hodinách v sobotu 27. ledna 2018 byl pod vedením pana docenta Kováře z FEL ČVUT vypuštěn třetí stratosférický balón v rámci výzkumu kosmického záření. Balón za necelé dvě hodiny vystoupal až do výše 34 km, poté praskl a začal klesat. Předpokládané místo dopadu se v průběhu letu dramaticky změnilo skoro o 200 km a pátrací tým musel vyrazit hluboko do Polska. Celá akce je podrobněji popsána na Twitteru.