La preparación es la clave
Lo mejor es probar, probar y probar.
Mi grupo construyó una cámara térmica/vac para probar los componentes individuales, y finalmente puso todo el instrumento ensamblado dentro de una de las enormes cámaras térmicas/vac de la NASA (del tipo que normalmente se utiliza para probar cohetes).
Aun así, durante la mitad de nuestro vuelo, una de las baterías falló debido a la sobrecarga. Resultó que teníamos más energía solar de la que nuestro controlador de carga podía gestionar. Por suerte, el instrumento estaba sobre un rotador para que pudiéramos orientar los paneles lejos del sol.
El poder es el calor
Cualquier conversación sobre la potencia en un entorno casi de vacío está incompleta si no se tiene en cuenta su modelo térmico. La CPU de la RPi se calienta al tacto en mi oficina, lo que significa que si quitas toda esa convección del aire se va a calentar MUCHO.
Una solución genérica fácil, es encerrar todo en una caja metálica, y unir la caja a un radiador con una gran superficie (la propia caja puede ser suficiente). Este radiador debe apuntar al espacio negro, y debe estar a la sombra del sol o del albedo de la tierra/nieve. Para los puntos problemáticos específicos (por ejemplo, la CPU) añada una ruta de baja impedancia térmica, como una trenza de cobre gruesa, entre ella y su radiador.
Por último, se gana eficiencia térmica recubriendo los radiadores metálicos (incluido el interior de los recintos) con una buena pintura blanca conductora del calor.
Alternativas a la batería
Condensadores
Dependiendo de los amperios-hora que tengas, puede que puedas utilizar condensadores en lugar de baterías. Esto ahorrará peso y posiblemente reducirá la carga térmica en general. Pero ten en cuenta que los ultracondensadores y los supercondensadores son ya un producto de nicho, y encontrarlos en el espacio puede ser... difícil. :)
Paneles solares
¿Se puede prescindir de las pilas? Tal vez tu peso y tu presupuesto de energía te permitan utilizar exclusivamente la energía solar. La mayor disyuntiva es proporcionar suficiente energía en el peor de los casos y eliminar el exceso de energía en el mejor.
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Sólo por curiosidad ¿Qué tuvo que hacer para obtener los permisos para poder lanzar un globo como éste?
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@MichaelKaras Buena pregunta. En la India, la OMI tendrá que ponerse en contacto con el Departamento Meteorológico de la India o con la DCGA (el equivalente a la FAA de la India). En Estados Unidos, basta con notificar a la FAA 24 horas antes del vuelo, siempre que la carga útil de tu vuelo sea inferior a 4 libras.
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La gente lo ha hecho anteriormente; simplemente guardándolo en una caja de poliestireno aislada puede retener suficiente calor para seguir funcionando.
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@pjc50 Me interesa ver esos ejemplos. Podrías publicar los enlaces en una respuesta?
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¿Qué tal si ponemos almohadillas térmicas químicas (acetato de sodio) en una caja de poliestireno con la Pi dentro? Las almohadillas térmicas deberían compensar la caída de temperatura sin demasiados problemas.