第一回 仮想成層圏下での模擬実験

外部は発砲スチロールで内部は1辺10cmの立方体に切り抜きます
図1 実験器具の作成

日時   平成25年12月11日(水)放課後~
場所   中央館実験室

メンバー 山本、平山、関口、阿部、秋山

 

目的

 今回の実験の目的は来年度打ち上げ予定の気球に搭載する内部機器(GPS、カメラ)が成層圏という周囲の温度が-70℃での環境で果たして正常に動作をするのかという事を確かめるために行ったものである。

 しかし、この-70℃という環境は簡単には作れないため第一段階として-20℃の環境で実験してみることにした。なせ-20℃という環境なのかというと一般的な精密機器の動作温度(機器により異なる)の最低が-15℃程だったという事、また身近な物(冷凍庫)を使って出来る実験だったためこのような環境で実験をする事にした。

図3 実験の用具
図3 実験の用具

実験方法と結果

 中央館の実験室にある冷凍庫に中を1辺10cmの立方体に切り抜いた発泡スチロール(図3の下の球)と元々中身が切り抜かれた発泡スチロール(図3の上の球)を計二つ5分間隔で温度を記録していく。これを計2時間行うことにより発砲スチロールの内部温度がどう変動するのかというのを検証する。

図4 内部温度の推移
図4 内部温度の推移

実験結果
 内部を1辺10cnの立方体に切り抜いた方が温度の伝わり方が遅く、温度低下は滑らかに起こった。一方、もう一つの方は温度の伝わり方が一気にきているのが分かった。

 恐らく発砲スチロールの壁の薄さが原因だど思われる。10cmに切り抜いた方は外と内との間隔が最低でも5cmはあった。しかし元から切り抜かれていた方はどの部分も2cm程しか外との間隔は無かった。このため温度の伝わり方に違いがみられたのだと思う。

結論

 今回の実験からまず、保温対策をしないと約2時間で周囲の温度と同じになってしまうという事。また発砲スチロールの外部と内部との間隔を広げれば温度低下はやや遅くなるという事が分かった。

 保温対策についてはカイロなどを用いて対策を行おうと考えている。この対策をすれば恐らく温度低下は今回の実験よりは抑えられるのではないかと考えている。

次回以降について…

 今後はこの実験を踏まえて保温効果をした場合の実験をしたいと考えている。この結果次第でさらなる低温環境での実験をするかどうかなど今後の方針を決めていこうと思っている。

最後に

 まだまだ課題は多々ありますが皆協力してこのプロジェクトを成功させたいと思っておりますので今後ともよろしくお願いします。 

 最後まで読んで頂き誠にありがとうございます。