23 września 2023 r. na terenie Akademii Tarnowskiej odbył się kolejny lot balonu stratosferycznego w ramach projektu Studenckiego Koła Naukowego Elektroników AMPER – SKNE AMPER dofinansowanego przez Ministra Edukacji i Nauki ze środków z budżetu państwa w ramach programu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje.

Dzięki uprzejmości Wydziału Politechnicznego Akademii Tarnowskiej, Zespół Szkół Technicznych w Tarnowie miał możliwość uczestniczenia w tym wydarzeniu, poprzez dołączenie do ładunku wysyłanego przez Akademię Tarnowską zdjęć promujących ZST oraz próbek takich jak: chlorek sodu, nasiona rzeżuchy oraz zamknięta strzykawka z ruchomym tłokiem, w celu badania zmian jego położenia w zależności od ciśnienia i temperatury.

Nasiona rzeżuchy, które powróciły ze stratosfery zostały następnie wysiane – stanowiły próbę badawczą. Jednocześnie wysiane zostały nasiona, które nie podróżowały
w stratosferze – one stanowiły próbę kontrolną. Nasiona obu prób wzrastały w tych samych warunkach temperatury, wilgotności, ciśnienia i nasłonecznienia. Próby fotografowane były przez 6 kolejnych dni. Wzrost i rozwój nasion wysłanych do stratosfery nie różnił się niczym od rozwoju nasion, które pozostały na Ziemi.

Jak zachowała się strzykawka podczas lotu balonem stratosferycznym?

W chwili startowej początek tłoka w zamkniętej strzykawce był ustawiony na objętość 30ml i po powrocie ze stratosfery również wskazywał prawie tę samą wartość. Jednak ze śladów jakie pozostawił ruchomy tłok widać, że podczas lotu przesuwał się w wyniku sprężania i rozprężania uwięzionego w strzykawce powietrza wskazując  wartość objętości od 27 ml do 34 ml.

Uwięzione powietrze ulegało sprężaniu i rozprężaniu w wyniku  zmiany temperatury i ciśnienia wraz z wysokością  na jaką wznosił się balon, a później w wyniku  opadania. Wiadomo, że objętość ochłodzonego powietrza maleje, więc tłok strzykawki przesuwa się w jedną stronę, natomiast gdy na zewnątrz strzykawki ciśnienie jest mniejsze niż wewnątrz niej, tłok przesuwa się w drugą stronę i uwięzione powietrze rozpręża się dążąc do wyrównania się ciśnień. Ruch tłoka jest wypadkową tych dwóch czynników. Zmieniały się więc parametry termodynamiczne powietrza w strzykawce (objętość, ciśnienie i temperatura). Trudno określić na jakich wysokościach strzykawka osiągnęła te dwie skrajne pozycje. W ruchu tłoka ważne było też tarcie statyczne i dynamiczne będące funkcją uwikłaną, gdzie rolę odgrywały: ciśnienie, temperatura, parametry strzykawki i uszczelek oraz nieznany czynnik jakim mogła być ucieczka powietrza z komory w tłoku, czy blokada tłoka przez zewnętrzny przedmiot.

Na stronie pozwalającej na śledzenie radiosond można było obserwować  na bieżąco dane geograficzne podczas lotu, jak i zmiany poszczególnych odczytów z radiosondy.

Uzyskane wykresy pokazują jak zmieniała się między innymi temperatura i ciśnienie wraz z wysokością. Podczas wznoszenia  się balonu na maksymalną wysokość 27 km, ciśnienie zmalało do wartości 22 hPa. Jednak temperatura najpierw malała i na wysokości 13 km osiągnęła wartości około -50°C, a później rosła i przy maksymalnej wysokości odczytano  -22°C. Wzrost temperatury był spowodowany tym, że balon wszedł w ozonosferę w stratosferze, która chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym. Ozon  pochłania to promieniowanie, a jego energia zamienia się w ciepło.