Olyan hideg, valószínűleg nem tudunk sok olyan dolgot kitalálni egy üdítõsdobozban, amelyen túl az iváson túl is megnyomtuk, és kinyomtuk az újrahasznosító tartályba. Legközelebb miért ne változtatná műholdas konzervdobozká, és elindítaná saját űrmissziós szimulációnkat? Végül is a picosatellite design gyerekjátékká vált.

catsat

Pontosan ez az Electronic Cats, egy fiatal mexikói vállalat javaslata, amely az országban a gyártói mozgalom számára ingyenes és nyílt forráskódú szoftverek kifejlesztésével foglalkozik, és "helyi alternatívaként hozták létre a külföldről importált technológia árainak csökkentését". magyarázza Sergio Sabas, a négy alapító egyike.

Így kezdték az első kártyákkal és készletekkel, a pikosatellitekkel és az űrmissziók szimulációjával pár évvel ezelőtt egy másik kollégája, Felipe Varela kezéből, aki a Mexikói Űrügynökségnél töltött ideje alatt érkezett meg. kapcsolattartás a CanSat kezdeményezésekkel, amelyben a kihívás egy valós műhold szimulációjának integrálása egy 350 milliliteres szódabikarbóna méretű térfogatba.

"Az emberek azt gondolják, hogy az űrmisszió az űrbe való eljutás, amikor a valóságban az űrmisszió 70% -át a földön hajtják végre.".

A mexikói vállalat kezdeti célja az volt, hogy a körülbelül 16 éves gyerekekre összpontosítsa, és hogy ez egy készlet, amellyel már nem kell mást vásárolni, egyszerűen össze kell állítani és be kell programozni. Később, a CatSat készlet körül, elkezdték elkészíteni az űrmissziók összes módszertanát, és most kis wikijük "a legnagyobb spanyol összefoglaló arról, hogyan lehet ilyen űrmissziót létrehozni: tervezés, indítási szimuláció és helyreállítás" - mondja. Sabas.

„Az új CatSat Zero olyan, mint a visszatérés a kezdetekhez. Kisebb, sokkal több memóriával rendelkezik, hogy több információt töltsön be, ezáltal lehetőség nyílik az Arduino, a MakeCode, a Circuit Python stb. Programozási nyelvek sokféleségének felvételére. Három modult hoztunk létre a blokk programozáshoz: egyet GPS-hez, egy másik a levegő minőségének mérésére, egy pedig a hőmérséklet, a páratartalom és a légköri nyomás mérésére ".

Közülük kettő már elérhető a Microsoft MakeCode hivatalos verziójában és a 3.0-s verzióban, amelyet várhatóan idén februárban a nyilvánosság számára elérhetővé tesznek, és a földi állomás a Scratch segítségével programozható lesz - mondja Sabas.

"Arra törekszünk, hogy a kézikönyv egyre hozzáférhetőbb legyen, de végül ez vágy kérdése. A CatSat 1 alkalmazással vannak olyan tanárok, akik nem tudtak a programozásról vagy az elektronikáról, és megtették. Van egy kézikönyv, szoftverünk és természetesen a Youtube oktatóanyagai ".

Egyéb egyszerűsítések mellett a felülvizsgált modellben - akinek a béta fázisa lezárult és már tesztelésre kerül az iskolások körében - a MicroPython (a Pythonhoz hasonló, de beágyazott rendszerek számára használt nyelv) használatos, és egy kisebb és alaposabb földi állomást terveznek, amelyet a „Catwan”, egy USB eszköz, amellyel egyszerűen be kell húznia az alkatrészeket a számítógépbe, és el kell kezdenie a programozást.

Kétségkívül az újdonságok közül az, amire az Electronic Cats csapata a legbüszkébb, az a támogatás, amelyet az Arduino kapott egy hivatalos táblával, az MKR1300-mal, amellyel bárki elkészítheti saját picosatellite-változatát, anélkül, hogy vásárolni kellene. a készlet beszerzésével bármely Arduino terjesztési ponton.

Az együttműködés a nyílt forráskódú elektronikus programozási platformmal tovább halad, és ebben az évben a mexikóiak együttműködnek a hivatalos Arduino program keretében, hogy megemlékezzenek a hold emberének 50 évéről.

A műhold tudományának konzervdobozba zárása

Ez a "méret számít" kifejezés feltörése minden bizonnyal előfeltevés, amikor nanotechnológiáról beszélünk. És ha nem, azt mondják Robert "Bob" Twiggs, Az asztronautika és az űrtudományok amerikai professzora, akinek a kevés elérhető forrásból, amelyek dokumentálják a can-műholdak jelenségét, annak tulajdonítják az ötletet, hogy egy műholdat be kell illeszteni a Coca Cola üres tartályába.

Egybehangzó az a felismerés, hogy ő volt egy másik kaliforniai egyetemi tanárral, Jordi Puig-Suarival, aki a 90-es években feltalálta a „CubeSat” koncepcióját, amely később ipari szabványgá válik a műholdak fejlesztésében és használatában. miniatűr.

Twiggs maga is felismerte a Space.com-nak adott interjújában, hogy az ilyen típusú pikosatellit - ahogyan 100 gramm és 1 kg közötti tömegű műholdakat neveznek - kubik formában volt megtalálható, köszönhetően "egy doboz babának, amelynek 4 hüvelyk volt" amelyeket néhány napelemet ragasztott, amíg meg nem látta, hogy hány fér el. "Elég volt a feszültség ahhoz, amire szükségem volt, ezért úgy döntöttem, hogy akkora lesz" - mesélte 2010-ben.

A huszadik század fordulójának akadályai közé tartozik, amikor az első űr nanotechnológiai projekteket egyetemi hallgatók kezdik kidolgozni, és amikor bejegyzik az első szódabikarbónába zárt műholdak versenyeit, amint azt az Európai Űrügynökség (ESA) dokumentálja szakaszában szentelt műholdak-can.

A CanSat projektnek rendelkeznie kell két alapvető elem: akkumulátor vagy napelemek a műholdas rendszer működésének biztosítására, mikroprocesszor az érzékelők életének megadására be van programozva az eszközbe, amely továbbítja a küldetés során megszerzendő információkat, és ejtőernyőt az eszköz későbbi lekéréséhez.

Ezenkívül tartalmazhatnak olyan elemeket, amelyek csatlakoznak a mikroprocesszorhoz, és információkat küldenek a földi irányító központba, például GPS-vevőt a földrajzi helyzet valós idejű nyomon követésére, hőmérővel a hőmérséklet mérésére, barométerrel a légköri nyomás mérésére vagy kamerát rögzítésre. képek, sok más elem mellett. Mindegyikük a pikosatellit kiképzését szolgálja a szóban forgó misszióhoz.

A küldetések három leggyakoribb típusa: telemetria (távolsági kommunikáció), rover-back (az eszköz leszállása és mozgatása) és a levegőben történő irányítás (az esés eldöntése). A leggyakoribb elemzési célok között szerepelnek: a levegőminőség mérése, a baktériumok befogása, az ejtőernyő programozása, amikor a pikosatellit bizonyos légsűrűséget észlel.

Jelenleg van egy meglehetősen aktív univerzális CanSat hálózat, amely ilyen típusú versenyeket rendez az egész világon, ilyeneket az ESA, a NASA és más nemzeti űrügynökségek és egyetemek hirdetnek.

Barkácsolási űrmisszió öt lépésben

Az olyan alapértelmezett készlet, mint a CatSat Zero, mindent tartalmaz, amire szükség van a barkács űrmisszió kidolgozásához (az elektronikus táblákat, az érzékelőket és az időjárási ballont). mindössze két hét fejlesztés alatt és körülbelül 500 dollárba kerül. De az Electronic Cats-ból emlékeznek arra, hogy az alkatrészek önálló és kicsit több idővel történő megszerzése ennek az árnak a háromnegyedéért elérhető.

A fent említett készletben az összes alkatrész összeszerelés nélkül érkezik, ezért forrasztópáka szükséges a forrasztáshoz, és a ballonhoz szükséges hélium hozzáadásához, és a picosatellit repüléséhez. Az egyetlen kulcsfontosságú komponens, amely nincs benne, az ejtőernyő, amely a pikosatellit leereszkedéséhez szükséges, miután befejezte küldetését, de az összes matematikai számítást rendelkezésre bocsátja, hogy létrehozhassa magának, az ilyen típusú kísérlet szórakozásának részeként.

A misszió létrehozása - magyarázza Sabas, Két részre oszlik: a pikosatellitre és a földi állomásra, Ez utóbbi az eszköz azon része, amely csatlakozik a számítógéphez, és megkapja a pikosatellit által az útja során küldött különféle információkat, például a hőmérsékletet, a páratartalmat, a földrajzi helyzetet stb.

  • A összeszerelés műszaki része A GitHubon elérhető útmutató részletesen ismerteti a lépésről lépésre támogatott képeket, valamint képekkel hogyan kell összeállítani az egyes kártyákat, amelyek később életet adnak a kis műholdnak, és megkapják a programozás során jelzett megrendeléseket.

Helyezze be az akkumulátort (vagy napelemeket, ha ilyen típusú energiarendszert választ), a ballont a készülék indításához és az ejtőernyőt az ereszkedéshez.

  • A készülék programozása leegyszerűsödött, lehetővé téve, hogy egyszerűen csatlakoztassa a készletben lévő USB-t, és egyszerűen húzza a mappát a szükséges szoftverrel a picosatellite programozásához. A kód Arduino-n alapul és útmutatást adunk arról, hogy a picosatellite milyen információkat küldjön, hogyan reagáljon és mik a leggyakoribb hibák.

  • A CatSat által javasolt és a leggyakoribb indítási módszer meteorológiai szondával történik, Más szavakkal, egy körülbelül két méter átmérőjű latex darabból álló léggömb szabadul fel, amely lehetővé teszi a 20 vagy 25 kilométeres magasság elérését? Már a sztratoszférában?, Bár a maximális magassága 40-50 kilométer - mondja Sabas.

Az is lehetséges, a projektben keresett bonyolultság mértékétől függően, hogy a CanSat-ot egy kis rakétához (vannak, amelyek képesek elérni az 500 km/h-t) vagy a pikosatellitet felemelő drónral és egy programozott mechanizmus: megszabadul tőle, és szabadon bukva hagyja a CanSat-ot, és feladatait teljesíti.

  • Miután összeállt és működőképes, Ön elküldi az információt, a fiatalokkal szemben az egyik fő kihívás a a fogadott adatok megjelenítése akár a programozási nyelvben grafikák, térképek vagy akár az Excel segítségével, ha nem rendelkezik a szükséges ismeretekkel.

"A legfontosabb az, hogy ezeket az értékeket bárki számára érthetővé tegyük." Emiatt szükség van egy központra - a földi állomásra -, ahol ezeket az adatokat összegyűjtik és tárolják későbbi elemzés céljából, például összehasonlítva őket a szimulációs értékekkel és a valós helyzettel.

  • Végül "jön a legviccesebb rész, bár sokak számára a legbonyolultabb: a helyreállítás" ehhez a pikosatellit rendelkezik GPS-eszköz, amely lehetővé teszi, hogy folyamatosan nyomon kövesse a térképen.

Az emelkedés és az ereszkedés között a folyamat körülbelül másfél óráig tart, de korábban szimulációt hajtottak végre, ebben az esetben a Predict HabHub-tal, hogy a fiúk és a lányok előre megszervezzék a helyreállítási fázist, körülbelül tudva, hogy hol vannak leszáll, milyen felszerelésre van szüksége a személyzetnek, és foglalkozik az előzetes javításokkal.

Ez a platform a világ meteorológiai állomásainak adataival dolgozik, és megadja a műhold jellemzőit, például a súlyt, az indulás napját és idejét, a helyet, és megjósolja a várható esést. Az eszközök azonban nem mindig állíthatók helyre, néha nehezen hozzáférhető helyre esnek közvetlenül a tengerbe.

„A vállalt több mint ötven misszióból mintegy tíz eszközt veszítettek el. Ezért javasoljuk az eszközök címkézését, hogy ha valaki megtalálja, vissza tudja adni ”- mondják az Electronic Cats-tól. És ne terjesszen társadalmi riasztást, amikor ilyen eszközt talál, nem feledkezve meg arról a környezeti hatásról, amelyet a technológiai anyagok elhagyása a Földön okozhat.

A Latin-Amerika különböző részein a CatSat1-től eddig megvásárolt 10 vagy 15 pikosatellit közül nem jelentettek veszteséget az Electronic Cats számára. "Az ötlet az, hogy az eszközöket mindig helyre lehet állítani és új küldetésekhez felhasználni új célkitűzésekkel, ezért a műholdas akkumulátor újratölthető, és az eszköz csapokkal rendelkezik, hogy érzékelőket lehessen hozzáadni az új kísérletekhez, és hogy a nehézségi szint növekedjen "- magyarázza a mexikói programozó.

Tegye hozzáférhetővé a helyet a legfiatalabbak számára

„Amikor Felipe kollégámtól a tanár gyermekkorában megkérdezte, hogy mi akar lenni, amikor felnő, azt mondta, hogy űrhajós, ő pedig azt válaszolta, hogy ez lehetetlen, mert Mexikóban nincs űrügynökség. A CanSat módszertana azt mutatja, hogy meg lehet csinálni, és hogy fiatal korukban a fiúk és a lányok arról álmodozhatnak, hogy projekteket hajtsanak végre a sztratoszférában.

Ezenkívül Sabas számára az ilyen típusú projektek osztálytermi integrációjának egyik legnagyobb hozzájárulása az, hogy "nemcsak programozni tanul, hanem a matematika, fizika, kémia órán tanult tudásukat valós és kézzelfogható projektben alkalmazzák. Az űrhajós gyakornokok rájönnek, hogy ha nem alkalmazzák jól, vagy nem vesznek figyelembe számos külső változatot, például a földrajzot, az időjárást, az éghajlatváltozást vagy az eszköz saját korlátozásait - a pikosatelliták nem keringenek, nem vízállóak, alacsony az ellenállásuk hidegre, egyéb korlátozások mellett - "a készülék nem fog működni vagy összeomlik".

"Hogy a technológiát te tulajdonod magadnak, és nem a technológiádat"

Az Electronic Cats tagja, a szabad szoftverek védelmezői és a hacker filozófiája, amely szerint a kódot meg kell osztani a közösséggel, "ma már az atomok területén is", "ütközik" egy oktatási rendszer között, ahol a tudást felülről kényszerítik ki, és mi 1 és 10 közötti értékelésekhez használják, és a készítő trend egyre inkább megjelenik a hallgatók nem szabályozott képzésében, ugyanakkor "a rendszeren kívül", ahol nehéz számszerűsíteni egy közös projekt tanulását.

"Mielőtt az újdonság az volt, hogy számítógépes tanterem legyen az iskolákban a számítástechnika elsajátításához, most egy 3D-nyomtatóval rendelkező gyártóteret kell kialakítani, és a jövő munkahelyei számára elsajátíthatják ezeket a digitális gyártással kapcsolatos új készségeket" - összegzi. Sabas.