Młodzi naukowcy zdobywają kosmos

Z marzeniami o kosmosie

Kosmos jest tuż, tuż …

Knurowski satelita

 

Członkowie Koła Naukowego Elektroniki i Informatyki w Knurowie zakwalifikowali się do polskiej edycji międzynarodowego konkursu CanSat 2019-2020 organizowanego przez Europejskie Biuro Edukacji Kosmicznej ESERO.

Jest to projekt edukacyjny Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), której partnerem jest firma Boeing (producent samolotów). Celem konkursu jest inspirowanie młodych ludzi do wybierania w przyszłości zawodów związanych z inżynierią, technologią i naukami ścisłymi z zakresu STEM (z j. ang Science, Technology, Engineering and Mathematics) – powiedział Donat Dubiel prowadzący koło.

Zespół projektowy składa się z sześciu młodych uczniów pełnych zainteresowań technicznych i chęci: Marek Kwosek, Mateusza Zmuda, Szymon Rafałowski, Patryk Kwaśniok, Tomasz Kawalec i Łukasz Skrzyszewski. Najmłodszy ma lat 13, a najstarszy 15.

Projekt polega na skonstruowaniu minisatelity i prowadzeniu za pomocą niego różnych badań naukowych. Satelita ten na poligonie wojskowym w Nowej Dębie zostanie wystrzelony rakietą na wysokość trzech kilometrów i na tej wysokości oddzieli się od niej. Następnie satelita opadać będzie na spadochronie wykonując przygotowaną misję.

Nośnikiem satelity będzie rakieta polskiej firmy Bowman Dynamics o długości około 1,8m  rozpędzającą się do prędkości bliskiej prędkości dźwięku w ciągu zaledwie 2.3 sek (!!!).

W warunkach konkursowych organizatorzy stawiają wymóg, by satelita opadał z dużą prędkością pionową wynoszącą 8-11 m/s, czyli około 30-40 km/h. Jest to podyktowane tym, by w wietrznych warunkach poligonowych nie został zniesiony zbyt daleko, co może skutkować jego długimi poszukiwaniami. W naszym przypadku organizatorzy zrobili odstępstwo od zasad i umożliwili niespełnienie powyższego warunku. Jest to związane z tym, że zespół projektowy wyznaczył sobie ambitne zadanie, by satelita nie poddawał się sile wiatru, tylko by leciał w kierunku wyznaczonego punktu lądowania – powiedzieli Mateusz i Szymon odpowiedzialni za algorytm sterujący lotem – To bardzo trudne zadanie wymagające śledzenia satelitów GPS i ciągłego wyznaczania swojej pozycji w przestrzeni 3D. Dodatkowo należy prowadzić pomiary przyspieszeń za pomocą żyroskopu i akcelerometru oraz powiązać matematycznie te dane z magnetometrem, by bardzo dokładnie wyznaczyć położenie, kierunek lotu satelity oraz co bardzo istotne, kierunek wiatru na różnych wysokościach.

Pomimo że satelita będzie w pełni autonomiczny (sam decyduje o swoim losie) istotne jest, by ekipa naziemna miała z nim stałą łączność. Tym zadaniem zajmuje się Tomasz, który opracował protokół przekazywania danych z i do satelity za pomocą fal radiowych. Sygnały te  będą odbieranie przez stanowisko kierowania lotem i prezentowane w bardzo zaawansowanej aplikacji napisanej przez Patryka i Marka.

Po wykonaniu misji zespół ma obowiązek przeanalizować zebrane dane. Tą częścią zajmuje się Łukasz, który przygotowuje oprogramowanie pozwalające na ich zaimportowanie i prezentację z wykorzystaniem wykresów.

Celem naukowym zespołu jest sprawdzenie, czy i jak dokładnie da się osiągnąć wyznaczone miejsce lądowania naszego satelity w zmiennych warunkach atmosferycznych. Zastosowania takiego urządzenia może być przeróżne. Wyobrażamy sobie na przykład jego użycie w warunkach klęsk żywiołowych, czy konfliktów wojennych, gdzie mógłby być wykorzystany do dostarczania lekarstw i żywności w bardzo precyzyjnie wyznaczone miejsca. Wykorzystanie takiego projektu znacznie przyspieszyłoby akcje ratunkowe i obniżyło ich koszty, ponieważ zamiast śmigłowców można byłoby użyć samolotów. Samo urządzenie byłoby określane technicznie jako „Wyrzuć (z samolotu) i zapomnij”.

Budowa i loty to tylko połowa zadania i wcale nie najtrudniejsza dla tak doświadczonych konstruktorów jak nasz zespół CanSat – powiedział Donat Dubiel. Drugim istotnym elementem jest cała otoczka związana z projektem. Wymogi konkursowe stawiają bowiem bardzo znaczące wymagania. Przede wszystkim w kolejnych miesiącach zespół musi przygotować trzy raporty z postępu prac oraz odbyć spotkanie online z jury konkursu i to wszystko w języku angielskim. Poza tym uczniowie muszą sami zdobyć fundusze na realizację projektu oraz przeprowadzić prezentacje w szkołach.

Organizatorzy konkursu kładą nacisk nie tylko na część techniczną, ale na współpracę w zespole, podział zadań, i umiejętność dostosowania się do wymogów konkursowych. Dlatego też konkurs przebiega w bardzo zbliżony sposób do faktycznej realizacji projektów przez Europejską Agencję Kosmiczną.

Zimą musimy testować spadochron dlatego też poszukujemy wysokich budynków, z których moglibyśmy wyrzucać spadochron z malutkim obciążeniem. Istotne jest, by wokół była przestrzeń bez przeszkód terenowych, samochodów, itp. Szczytem marzeń byłby szyb Foch II KWK Knurów-Szczygłowice. Moglibyśmy wykorzystać także duży dron, ale nie posiadamy takiego.

Przed zespołem pięć miesięcy intensywnych prac projektowych, prototypowych, testowania, przygotowywania dokumentacji, nauki słówek technicznych języka angielskiego, popularyzacji kosmosu w szkołach … ogrom pracy do wykonania. Kibicujmy im na stronie: www.facebook.com/KoloNaukoweKnurow

 

info: Koło Naukowe Elektroniki i Informatyki w Knurowie