Drużyna z „Mechanika” w konkursie CanSat

Nazwa drużyny:  New Horizons (ang. Nowe Horyzonty)

Opiekun: dr inż Piotr Kalus

Członkowie zespołu:

• Piotr Hołownia,
• Paweł Iwańczyk,
• Sergiusz Świętochowski,
• Zofia Stachera,
• Natalia Nienartowicz

CanSat to międzynarodowy konkurs Europejskiej Agencji Kosmicznej, który polega na samodzielnym skonstruowaniu minisatelitów przez uczniów i uczennice oraz kolejno prowadzeniu za ich pomocą badań naukowych. Dzięki temu młodzież ma szansę zaangażować się w autorski projekt naukowy i inżynierski, już na etapie edukacji szkolnej.Tak zwany CanSat to minisatelita mieszczący się w pojemniku wielkości puszki po napoju. Jego zadaniem jest przeprowadzenie badań i eksperymentów: najpierw podczas lotu rakietą, na wysokość kilku kilometrów, a następnie w trakcie opadania na spadochronie.

Konkurs CanSat składa się z sześciu etapów:

• Etap I – Wypełnienie formularza zgłoszeniowego
• Etap II – Warsztaty wprowadzające online
• Etap III – Raport I (PDR): Projekt misji
• Etap IV – Raport II (CDR): Prototypowanie i budowanie cansatów
• Etap V – Raport III (FDR): Przesłanie całościowego raportu i dokumentacji potwierdzającej budowę CanSata
• Etap VI – Finał polskiej edycji Konkursu CanSat

Postanowiliśmy wziąć udział w konkursie, aby połączyć nasze pasje i stworzyć coś niesamowitego. Nasze zainteresowania nie kończą się na kierunkach, które wybraliśmy w technikum. Astronomia, astronautyka, sztuczna inteligencja, projektowanie trójwymiarowe, robotyka – to tylko niektóre z naszych pasji.

Pierwszym wyzwaniem w konkursie było opracowanie misji CanSata.

Po wypełnieniu formularza zgłoszeniowego, zakwalifikowaliśmy się do II etapu konkursu w którym zostaliśmy wprowadzeni w szczegóły konkursu. Wzięliśmy udział w warsztatach wprowadzających online, które trwały trzy dni. Okazało się że oprócz nas, ponad 50 drużyn z całej Polski bierze udział w konkursie CanSat. W III etapie konkursu musieliśmy opracować Raport I (PDR, Preliminary Design Review). Raport to wstępny opis (dokumentacja) naszego projektu. Nie jest tojednak takie proste jak się wydaje. Nasz raport PDR liczył aż 19 stron (max. 20 str) i napisany był w języku angielskim. Zawierał wszystkie informacje na temat misji naszego satelity, a także spis wszystkich urządzeń i czujników wchodzących w skład projektu. Policzyliśmy między innymi:  budżet masy, budżet mocy, pobór prądu, żywotność baterii, szacowaną cenę CanSata. Stworzyliśmy także model 3D naszego CanSata w programie Fusion 360.

Nasza drużyna zakwalifikowała się do IV etapu konkursu, a oprócz nas jeszcze 19 innych drużyn z całej Polski. W tym etapie zaczniemy konstruować minisatelitę. Od organizatorów otrzymamy zestaw StarterKit, który pozwoli zrealizować podstawową misje. W tym etapie będziemy musieli od podstaw zbudować minisatelitę oraz udokumentować efekty naszej pracy w raporcie CDR. Przed nami jeszcze dużo pracy, a na podstawie raportu końcowego, tylko 5 drużyn pojedzie na finały Polskiej edycji konkursu. Następnie tylko jedna drużyna z Polski weźmie udział w finałach Europejskich.

Jesteśmy dobrze nastawieni i zmotywowani do dalszych działań, niżej przedstawiamy krótki opis misji naszego CanSata.

CanSat zostanie wyniesiony rakietą lub dronem. W przypadku drona będzie to 500 metrów. Natomiast w przypadku rakiety wysokość wyniesie między 1,5 a 2,5 km. Po wypuszczeniu CanSata w pierwszej kolejności otworzy się spadochron, który spowolni spadek satelity. W tym czasie kamerka zarejestruje obraz. Planujemy użyć sieci neuronowych w celu zlokalizowania optymalnego ternu do lądowania. Za pomocą kamery rozpoznamy teren (łąka, las, inne). Kiedy znajdziemy się nad optymalnym miejscem do lądowania, mechanizm sprężynowy odczepi spadochron i wysuną się lotki. Lotki będą wykonane z elastycznego materiału i podczas ich otwarcia, wprawią CanSata w ruch wirowy, który spowoduje dokładniejsze lądowanie w danym miejscu, wcześniej zlokalizowanym przez kamerkę. Dokładniejsze lądowanie zapewni nam choćby mniejsza podatność lotek na podmuchy wiatru niż w przypadku spadochronu. Będzie to przypominać wirujące w powietrzu nasionko klonu.

Celem misji jest zebranie danych z pomiarów z misji podstawowej i misji drugorzędnej oraz wykorzystanie dwuetapowego systemu odzysku. Naszym głównym celem jest usprawnienie lądowania CanSata w wybranym miejscu. Obroty satelity podczas ruchu wirowego będą mierzone na podstawie zmian jasności, poprzez fototranzystor. Przetestujemy możliwość pomiaru pola magnetycznego. Wynosi ono tylko 30 uT, ale na rynku są dostępne czujniki które charakteryzują się taką dokładnością. Na pokładzie znajdzie się czujnik temperatury, ciśnienia, stężenia CO2, akcelerometr i żyroskop, a także moduł GPS i kamera 2Mpx. Misja naszego CanSata nie tylko skupi się na lądowaniu na odpowiednim terenie, ale zbierze też informacje na temat środowiska w którym się znajdzie i tym samym określi możliwość życia na planecie.

Natalia Nienartowicz