LUISA è il nome della mia mamma alla quale ho voluto dedicare questo mio progetto pionieristico: il lancio di un piccolo pallone aerostatico al quale è appeso una minuscola scheda elettronica con un trasmettitore di posizione, quota e velocità.
Sarà così possibile seguire il pallone durante i suoi spostamenti, osservandone le variazioni di quota e di velocità dovute ai fenomeni meteorologici. Potrò così rispondere a una domanda che mi affascinava da bambino: un palloncino delle feste patronali, quando sfugge di mano e sale nel buio della notte, dove va a finire?
Il pallone, quando completamnte gonfio, ha un diametro di 75 centimetri e pesa 35 grammi. Sarà riempito con gas elio che essendo più leggero dell’aria, per il principio di Archimede, lo sottoporrà ad una spinta verso l’alto, stabilizzandolo ad una quota di galleggiamento tra i 10000 e gli 11000 metri. Porterà con sé un trasmettitore radio ultraleggero e a bassissima potenza.
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l peso del trasmettitore, comprensivo dei 6 piccoli pannelli solari necessari alla sua alimentazione elettrica, è di soli 4,85 grammi e la sua potenza di trasmissione in radiofrequenza è di soli 15 milliwatt. Per apprezzarne l’ordine di grandezza pensate che uno smartphone, durante una telefonata, trasmette con una potenza di circa 2000 milliwatt.
Nel 2010 ho conseguito la patente di radioamatore, che avevo sempre rimandato negli anni, e da allora l’hobby della radio (oltre a quello dell’aeronautica e dello spazio) mi ha sempre coinvolto emotivamente. Oltre all’interesse per il codice morse, che ormai vede solamente un migliaio di “reduci” in Italia, sono rimasto affascinato dai modi digitali di trasmissione del segnale radio, e in particolare da come questi possano consentire di trasmettere informazioni con potenze irrisorie. Uno di questi modi digitali è il WSPR (Weak Signal Propagation Reporter) che consente raggiungere distanze considerevoli con bassissime potenze, fin’anche 10000 km con poche decine di milliwatt.
Sono rimasto intellettualmente folgorato da questo progetto, perchè unisce diverse discipline: la fisica del pallone, l’elettronica del trasmettitore e la meteorologia. Ho quindi iniziato ad acquisire informazioni per sviluppare l’idea, con la collaborazione di James Zelazny (N2NXZ, USA), Mikael Dagman (SA6BSS, Svezia), David Beverstein (VE3KCL, Canada), e il contributo fondamentale di Hans Summers (G0UPL, UK) che ha realizzato il firmware del microcontroller.
Ho poi ottimizzato in successive versioni la scheda elettronica, riprogettandone da zero il layout al fine di renderla quanto più piccola e leggera possibile: solamente un quadratino di 2 centimetri di lato! Nessun trasmettitore così piccolo è stato mai lanciato con un pallone prima d’ora.
La fotografia ritrae una prova di lancio del solo pallone fatta insieme a mio figlio Riccardo il 9 Giugno 2019. Per seguire la rotta di un pallone, clicca in alto sul menu “Launches” e seleziona il numero del lancio nel menu a tendina.

Specifiche tecniche trasmettitore:
Dimensioni PCB: 20 x 20 x 0.6 mm
Microcontroller: ATmega328P-AU
Sintetizzatore RF: Si5351A
Modulo GPS: ATGM336H
Alimentaz. nominale: 3.3 V (min. 2.96 V)
Assorbimento massimo corrente: 45 mA
Potenza di trasmissione: 15 mW
Modo di trsmissione: WSPR
Frequenza: 14.097.025 MHz
Larghezza di banda: 6 Hz
Max frequency drift: 1 Hz
Pannelli solari: 6x (39 x 19 x 0.25 mm)
Superf. totale pannelli: 44.5 cm2
Tensione sviluppata: 3.0 – 3.5 V
Peso totale al lancio: 4,8 g

Specifiche tecniche del pallone:
Peso a vuoto: 35.6 g
Diamtero a vuoto/piano: 90 cm
Diamtero tutto gonfio: 75 cm
Volume massimo: 165~180 dm3
Resistenza massima: 0.048 atm
Spinta utile al lancio: 4 g