在 2025 年 6 月，我作为 Apex 项目的一部分与新英格兰科学技术中心合作，发射了 StratoSpore：我的第一个气球项目。我利用这个机会使用藻类作为高度的生物传感器，并在过程中学到了很多。想再次在平流层进行实验，我与 Sam Flynn 合作制作了一个可靠的、适合飞行的载荷。我针对这个载荷有几个目标，这是我从去年学到的：为追踪系统提供冗余，向地面发送带有实际细节的图像，上一条载荷发送了 18x10 像素的图片；使用更可靠的 GPS 模块；实现更复杂的无线电功能；使用我的业余无线电执照？使用更高效的数据打包技术进行遥测。我发布这篇文章的计划是涵盖我如何实现这些更改，并记录我的学习过程，以希望能为我未来的发射提供信息。实验 StratoSpore 去年的两个目标是：检查高度/紫外线曝光对藻类荧光的影响，并通过无线电链接向地面发送图像。UpLink，我们今年的载荷，遵循类似的风格并做了两件事：测试 3D 打印线材（发泡PLA与非发泡）对载荷绝缘的影响；通过无线电链接发送高分辨率图像。测试载荷绝缘历史上，大多数高海拔研究团队使用泡沫箱作为载荷外壳。大多数团队避免实验其他类型外壳是有原因的：泡沫提供了优良的热绝缘性且易于操作。尽管它们很受欢迎，但它们也有一些缺点：它们采用预定义的尺寸，限制一定的重量；它们对特定载荷不够灵活，使得载荷布局效率低；与更定制的解决方案相比，它们很贵。我们发射的整个载荷（降落伞、飞行线、电子设备、外壳）重 491 克。传统的泡沫外壳已经重达约 200 克。超轻载荷在气球越轻的情况下更具吸引力。我们的气球来自 Kaymont，重量为 350 克。作为一般规则，气球越大，你需要的氦气就越多。成本会迅速累积！Sam 在 Fusion360 中设计了我们的外壳，历时几周，创造出一个完美适合我们载荷的外壳，具有预定义的支座、标准化的安装硬件，以及适合安装相机、温度传感器和其他电子设备的口袋。为了测量不同线材如何绝缘温度传感器，小胶囊被装在载荷的盖子上。内部，传感器用热胶密封，以将其与环境空气隔离，避免影响小胶囊之间的相似性。该外壳使用 Sunlu 的 LW-PLA 线材打印。它与普通线材不同，含有微小的气泡，在打印过程中会主动发泡。它的优势在于比 PLA 轻 30-50%。但它的打印难度很大。我创建了一个特殊的打印配置文件，使其变得相对可行：打印速度必须降低约 7 倍；冷却必须禁用/限制，因为它会影响发泡；床温必须提高，因为粘附性不佳；加速必须禁用，否则填充和墙体会有不同的强度。尽管做了这些更改，如果没有适当干燥，仍然很脆弱且难以打印。如果你对实验这种线材感兴趣，可以下载我为 Orca Slicer 准备的打印配置文件。我欢迎建议！结果 使用发泡 PLA 线材的假设是，微小的气泡会在绝缘性能上提供明显的差异。数据显示却是另外一回事：如你所见，对于发泡 PLA 如何表现与光秃的 PLA，结果没有确定性。某些时候，发泡的表现更好，但也可以观察到相反的情况。我怀疑微小的气泡实际上对绝缘没有帮助，而对于合适的载荷外壳，填充和壁厚比线材成分更为重要。另一个值得尝试的方法可能是多线填充：绝缘的原理是空气袋减缓热传递。或许在内部空气袋之间加厚墙壁会有所帮助？尽管缺乏有关绝缘性能的结果，但显然，打印定制载荷外壳是有益的，因为绝缘传感器的温度比环境空气高约 7°C。更好的密封可能会大幅改善这一点，我们还通过模拟观察到，如果用黑色涂料而不是白色涂料为载荷上色，来自太阳的辐射会使载荷的温度上升几度。这是 Sam 运行的模拟，以验证 3D 打印的载荷是否能够将电子设备与寒冷的环境空气隔离：用黑色丙烯涂料涂抹发泡 PLA 外壳，发泡 PLA 线材在重量与强度比方面仍然是最佳选择，因此我有信心在未来的发射中使用它。图像传输大多数业余气球载荷...