Die Reise zum blauen Licht

Wie kann man blaues Licht messen? Fünf Teams des Studienganges Elektro- und Informationstechnik haben sich im Projekt 4 genau dieser Aufgabe angenommen.

von Dr. Anita Gertiser

Schön, nicht? Und das Band blauen Lichts – magisch? Hast du gewusst, dass dieses blaue Licht sehr gefährlich ist und die Netzhaut der Augen schädigen kann? Auch auf der Erde gibt es dieses Licht. Auf 10’000 Meter ist die Strahlung jedoch tausendfach schädlicher als auf der Erde. Deshalb benötigen Piloten und Pilotinnen spezielle Brillen.

Die Brille der Firma CARUSO&FREELAND sieht cool aus. Aber schützt sie auch tatsächlich?

Die Aufgabe ist es, ein elektronisches Messsystem zu entwickeln und zu bauen, mit dem das Lichtspektrum auf verschiedenen Höhen gemessen werden kann.

Wie genau lässt sich Licht messen? Wie unterscheidet sich die UV-Strahlung vom blauen Licht? Hierbei muss beachtet werden, dass die Beleuchtungsstärke in Lux und die Lichtstärke in Candela gemessen wird. Auf jeden Fall braucht es ein Spektrometer, das möglichst klein und leicht ist und das sich immer zur Sonne ausrichtet. Eine knifflige Aufgabe!

Schliesslich sollen alle Messboxen – mit Elektronik ausgestattet – zusammengebunden an einen Wetterballon (wie im Bild oben) bis zur Stratosphäre hochsteigen. Um Gewicht zu sparen, darf jede Box nicht mehr als 150 g wiegen, inkl. Batterie.

Die Teams machen sich sogleich an die Arbeit. Es wird geplant, gezeichnet, gerechnet, besprochen.

Die ersten Entwürfe

Die Teams präsentieren ihre Konzepte. Die Kolleginnen und Kollegen hören gespannt zu. Ob die Lösungen der anderen Teams besser sind? Die Fachcoachs fragen kritisch nach, wollen es genau wissen.

Während einer Woche, in der nur am Projekt gearbeitet wird, bauen die Teams die Elektronik in die Box, testen die einzelnen Komponenten und programmieren die Software für die Datenübertragung und Auswertung. 

Nach dieser Woche zeigt sich, ob die Messinstrumente funktionieren, die Datenübertragung läuft und alles Platz in einer Box hat, die nicht mehr als 150 g wiegt.

Das lange Warten beginnt

Eigentlich ist alles bereit für den grossen Flug, auf dem die Messungen durchgeführt werden sollen. Doch die Windverhältnisse sind nicht optimal. Deshalb präsentieren die Teams ihre Lösungen zuerst «trocken».

Die präsentierten Lösungen sehen vielversprechend aus. Doch liefern die Messinstrumente die gewünschten Daten? Reicht die Batterie für den ganzen Flug? Und was geschieht, wenn die Boxen auf den Boden prallen? Viele Fragen!

Sie bleiben vorerst unbeantwortet. Denn der Wind weht nach wie vor aus der falschen, sprich aus südwestlicher Richtung, wie die simulierte Routenberechnung (unten) zeigt.

Der Ballon würde viel zu weit nach Deutschland getragen und somit in deren Grenzraum eindringen. Ein fremdes Flugobjekt? Es bestünde die Gefahr, dass der Ballon von der deutschen Flugabwehr abgeschossen und die Messinstrumente beschlagnahmt würden. Um einen Grenzkonflikt zu vermeiden, wird der Flugtermin ein zweites Mal, gar ein drittes Mal verschoben.

Endlich, das lange Warten hat ein Ende. Am 1. Dezember findet der Start statt. Der Ballon wird aufgeblasen.

Die einzelnen Nutzlasten hängen gestapelt am Ballon. Ob dieser die Last wohl tragen und auf die gewünschte Höhe ziehen kann?

Der Himmel ist grau, das Wetter kalt. Doch endlich bläst der Wind aus der richtigen Richtung – aus Nordosten. 

Auf 28’400 Meter platzt der Ballon und die Boxen fallen zur Erde zurück. Ein Team ist unterwegs, um die wertvollen Messinstrumente zu suchen und für die Auswertung nach Windisch zu bringen. Dank Funkverbindung können die Boxen geortet und eingesammelt werden.

Das ist die Strecke, die der Ballon tatsächlich geflogen ist.

Das Ergebnis des Fluges

Nachdem der Ballon die Wolkendecke durchstossen hat, nimmt die Lichtstärke markant zu.

Das blaue Licht konnte gemessen werden. Die Pilotenbrillengläser, die auf dem Flug getestet worden sind, haben sich bewährt. Bei keiner Höhe wurden erhöhte Blaulichtwerte gemessen. Das Projekt war erfolgreich!!!