منطاد للرصد الجوي في الطبقات العليا

المشكلة

يعتمد التنبؤ الجوي على بيانات الطبقات العليا من الغلاف الجوي، في حين تقرأ المحطة الأرضية نقطة واحدة على سطح الأرض. أما البالون الجوي التقليدي فيُطلق ولا يُستعاد، فهو أحادي الاستخدام ومرتفع التكلفة. كما تمر الطائرات في مسارات ثابتة لا تمر بالضرورة فوق المنطقة المستهدفة. ويوفّر المنطاد المربوط مقطعًا رأسيًا كاملًا فوق نقطة محددة، ويمكن استعادته وإعادة استخدامه لاحقًا.

كيف يعمل

1. التجهيزتُركَّب حزمة الحساسات أسفل المنطاد مع وحدة الاتصال والبطارية.
2. الصعوديرتفع المنطاد تدريجيًا، ويتحكم حبل الربط في الارتفاع الأقصى.
3. القياستقرأ الحساسات الضغط والحرارة والرطوبة على كل ارتفاع.
4. قياس الرياحيسجّل مقياس الرياح السرعة والاتجاه مع تغيّر الارتفاع.
5. البثتبث وحدة اتصال بعيدة المدى القراءات لحظيًا إلى المحطة الأرضية.
6. المقطع الرأسيترسم لوحة المتابعة منحنى كل مؤشر مقابل الارتفاع، فتُكوّن مقطعًا رأسيًا كاملًا.

مميزات المشروع

• يوفّر مقطعًا رأسيًا فوق نقطة محددة، وهي بيانات لا تتوفر في المصادر الجاهزة.
• قابل لإعادة الاستخدام، خلافًا للبالونات التقليدية التي لا تُستعاد.
• يتيح عرضًا مؤثرًا أمام لجنة المناقشة بإطلاق المنطاد أمامها.
• يجمع بين الأرصاد الجوية والاتصال بعيد المدى وتصميم حمولة خفيفة الوزن.
• نادر جدًا في مشاريع التخرج المحلية، مما يمنح المشروع تميّزًا واضحًا.

التحديات المتوقعة

فيما يلي أبرز العقبات المتوقعة في أثناء التنفيذ، نعرضها بوضوح لتكون على بيّنة منها قبل البدء.

• يُعدّ وزن الحمولة القيد الأول، إذ يقلل كل غرام إضافي الارتفاع الممكن بلوغه.
• تؤدي الرياح إلى انحراف المنطاد وتعريض حبل الربط لقوى شد كبيرة.
• يتسرب الهيليوم تدريجيًا، مما يحدّ من مدة الطيران.
• يضعف مدى الاتصال مع الارتفاع، ويتطلب هوائيًا مناسبًا.
• يتطلب تطيير أي جسم في المجال الجوي الحصول على تصريح مسبق.

نقدّم لك حلًا لكل منها ضمن الاستشارة.

أسئلة اللجنة المتوقعة

يُستحسن إعداد إجاباتك عنها مسبقًا، إذ تتكرر هذه الأسئلة لدى لجان المناقشة في المشاريع المماثلة.

1. كيف حُسبت كمية الهيليوم اللازمة لرفع الحمولة؟
2. كيف تُقاس سرعة الرياح على الارتفاع في ظل حركة المنطاد نفسه؟
3. ما مدى البث بين الحمولة والمحطة الأرضية؟
4. ما احتياطات السلامة والتصاريح اللازمة للطيران؟

تدرّب على المناقشة سؤالًا سؤالًا