Ein Teil des TriPolar Sparkling-Science Projekts ist die Suche nach Lebensformen in der Stratosphäre. Zu diesem Zweck entwickeln 6 Schüler der Maturaklasse der HTBLA Eisenstadt gemeinsam mit dem Ballon Team des ÖWF und Biologen der Universität Innsbruck einen Air Sampler für hohe Luftschichten, der mittels eines Stratosphärenballons bis auf 35km Höhe transportiert werden wird.

Die Biologen erhoffen sich mit diesen Experimenten Aufschluss über die Verteilung von Kleinstlebewesen über die Atmosphäre zu bekommen und vielleicht sogar Lebewesen zu finden die nur in dieser Höhe vorkommen. Dabei muss man in Betracht ziehen, dass die Umweltbedingungen in der Stratosphäre sehr extrem sind. Es herrschen dort Temperaturen bis zu -50°C bei einem Druck bis zu einigen mBar mit einem zig-fachen der UV-Strahlung und Radioaktivität als auf der Erdoberfläche.

Die Parameter die an diesen Airsampler gestellt werden sind sehr hoch. Geringes Gewicht, Datenaufzeichnung bei tiefen Drücken, Temperaturen bis zu -50°C und natürlich Sterilisierbarkeit bei bis zu 120°C erleichtern die Entwicklungsarbeit nicht gerade. Dennoch ist es dem Team gelungen einen Airsampler zu konstruieren und zu bauen, der diesen Anforderungen entspricht.

Der Airsampler besteht mehr oder weniger aus handelsüblichen Teilen die dementsprechend angepasst wurden. Die Trichter und der Körper bestehen aus verklebten Teilen von Getränkeflaschen, genauso wie die Ventile, die von speziellen Erfrischungsgetränkeflaschen übernommen wurden. Das hat den Vorteil, dass billig konstruiert werden konnte und keine speziellen Fertigungsmethoden zur Anwendung kommen müssen. Und auch die Sterilisation wird in der  Lebensmittelindustrie mit ähnlichen Temperaturen durchgeführt.

Die Ventile werden mittels Modellbau Servos bewegt, was kleines Gewicht und wenig Stromverbrauch bedeutet. Als Ansaugmechanismus wurde ein kräftiger Modellbau Impeller gewählt,der bis in ungefähr 30km-35km Höhe noch genug Schub erzeugen kann um Luft (in dieser Höhe nur ca 10mBar Druck) durch den Filter zu saugen.

Gesteuert wird der ganze Ablauf des Ventil Öffnens und Schließens und Start des Impellers in bestimmten Höhen durch STACIE (Stratosphere Telemetry And Control Interface Equipment), den neu entwickelten Bordcomputer. Dieser wird seine Befehle über eine Servoschnittstelle an den Airsampler weitergeben und auch Zustandsdaten von diesem empfangen und zur Bodenstation schicken.
STACIE erlaubt weiters den Eingriff der Bodenstation mittels Befehlen die per Funk an die Ballonkapsel geschickt werden.

Anfang Februar wurden in den Werkstätten der HTBLA Eisenstadt gemeinsam die „Umweltverträglichkeitstests“ durchgeführt. Dabei wurde der Airsampler Prototype den extremen Umweltbedingungen, die in großer Höhe herrschen, ausgesetzt und zahlreiche Funktionstests durchgeführt. Nach Auswertung der Tests kann man sagen, dass der Airsampler in dieser Form recht gut funktioniert.

Folgende Tests wurden positiv abgeschlossen: Das Verhalten der Servos bei tiefen Temperaturen und sehr kleinen Drücken mit angeflanschten Ventilen, das Temperatur- und Leistungsverhalten des Impellers in Abhängigkeit des Drucks, der Durchfluß des Gesamtsystems in Abhängigkeit des Drucks, der vom Impeller erzeugte Unterdruck in Abhängigkeit des Drucks, die Funktionsweise des Servointerface und die Steuerbarkeit.

Die Biologen sind gerade dabei ein Sterilisations -Procedere für den Airsampler zu entwickeln. Dabei reicht es nicht die überall vorhandenen Kleinstlebensformen abzutöten, sondern es muss auch die tote Biomaterie entfernt werden, damit es bei der Auswertung der gesammelten Proben zu keinen Fehlinterpretationen kommt.

Am 21. April 2012 wird voraussichtlich der erste Airsampler Start in Graz/Lustbühel stattfinden. Bis es aber soweit ist, sind noch viele Tests durchzuführen und viel Entwicklungsarbeit zu leisten.

Michael Taraba