Ogólnoeuropejskie wyzwanie „CanSat”. Młodzi pasjonaci technologii kosmicznej z Częstochowy budują symulator mikrosatelity

W dzisiejszych czasach rozwój technologii i pasja do eksploracji kosmosu nie zależą już jedynie od doświadczonych naukowców, lecz także od młodych, zdolnych umysłów. Zespół WeCanTech, złożony z utalentowanych uczniów IX Liceum im. Cypriana Kamila Norwida w Częstochowie, to doskonały przykład tego, jak młodzi ludzie mogą wkroczyć w fascynujący świat technologii kosmicznej. Aktualnie biorą udział w prestiżowym międzynarodowym konkursie CanSat, organizowanym przez Europejską Agencję Kosmiczną. W ramach przygotowań do tego wyjątkowego wydarzenia, mieliśmy przyjemność przeprowadzić wywiad z liderem zespołu Kamilem Smugowskim oraz członkami jego drużyny – Wojciechem Sikorą i Szymonem Maruszczykiem.

Paula Nogaj: Na czym polega projekt, nad którym obecnie pracujecie? Nad czym pracujecie?

Kamil  Smugowski: Pracujemy nad symulatorem mikrosatelity, czyli CanSatem. Urządzenie zostanie wystrzelone na wysokość od 3 do 5 km – to zależy od tego, jak ułoży się lot rakiety – i wystrzelone z niej, by później wrócić na ziemię przy pomocy spadochronu. Zadaniem tego urządzenia będzie przeprowadzenie konkretnej misji podczas spadku swobodnego. Przez Europejską Agencję Kosmiczną mamy narzuconą pierwszą misję, którą będzie pomiar ciśnienia i temperatury zewnętrznej. Mamy jeszcze drugą misję, która jest już naszą koncepcją. To będzie pobór jak największej ilości energii w trakcie tego spadku.

PN: Jak wygląda budowa takiego narzędzia?

KS: Od organizatora konkursu otrzymaliśmy płytkę główną, do której mamy podłączyć elektronikę, ale cała budowa CanSata, bo tak to się właśnie nazywa, to ma być nasza koncepcja – oczywiście przy uwzględnieniu określonych wytycznych.

Wojtek Sikora: Jeżeli chodzi o parametry, zbudowany przez nas CanSat nie może mieć więcej niż 350 g. Są też ograniczenia wielkościowe – jego średnica ma wynosić 66 mm, a wysokość 115 mm.

Szymon Maruszczyk: Dla lepszego zobrazowania, to mniej więcej wielkość puszki coca-coli.

KS: Warto jednak zaznaczyć, że my nawet jeszcze nie korzystamy z całości tej wielkości, bo nasz projekt będzie miał specyficzny kształt.

WS: Model wykonany jest właściwie z czterech części. Górną część stanowić będzie podstawka pomiędzy podstawą, w której znajdować się będzie główny komponent, czyli komputerek. W naszym CanSacie prądnica jest zasilana turbiną, a ta z kolei wiatrem. Turbina ma generować prąd.

KS: Można powiedzieć, że to taki odwrócony helikopter. Na etapie projektowania napotkaliśmy jednak drobny problem, ponieważ w przypadku helikoptera śmigło się kręci, ale ma z tyłu taki dyngs, który służy po to, aby helikopter nie obracał się wokół własnej osi. Wychodziło więc na to, że nasz CanSat obracałby się wokół własnej osi, ponieważ nie mogliśmy dołożyć takiego elementu ze względu na ograniczenie wielkości. W związku z tym zaprojektowaliśmy dodatkowe lotki w drugą stronę na głównej części CanSata, aby obracał się w jedną stronę, a turbina w drugą. Trochę musieliśmy się nagłowić, aby obejść ten problem.

PN: Skąd w ogóle macie taką wiedzę, jak te wszystkie rzeczy robić? W liceum raczej nie uczą konstruowania tego typu urządzeń…

KS: Tego nikt nie uczy. Większość z tego, co robimy, to nasza koncepcja. Programowanie w Arduino przy użyciu C++ czy w innych językach – od czego są poradniki na YouTube? Ale musimy zaznaczyć, że możemy liczyć na sporą pomoc merytoryczną Politechniki Częstochowskiej. Udało nam się nawiązać współpracę z Wydziałem Zarządzania oraz z Kołem Druku 3D na Wydziale Elektrycznym. Są dla nas nieocenionym wsparciem. Dzięki nim mamy możliwość wydruku naszego projektu za pomocą drukarki 3D. Poza tym studenci Politechniki pomagają nam zdecydowanie w zakresie merytorycznym i możemy się do nich wrócić także wtedy, gdy napotkamy problem techniczny. Oczywiście nie ma tak łatwo – nie możemy spodziewać się gotowego rozwiązania, ale zostaniemy naprowadzeni na odpowiednie tory.

PN: Do czego takie urządzenie mogłoby być w przyszłości wykorzystywane?

KS: My wyszliśmy z założenia, że podczas misji kosmicznej na przykład na inną planetę, nadwyżka energii nie będzie zbędna i z pewnością do czegoś się przyda. Na ten pomysł wpadliśmy, mając na uwadze helikopter Ingenuity, który wylądował na Marsie. Skoro na inną planetę wysyłana jest prądnica ze śmigłami, to czemu nimi nie pokręcić, aby wyprodukować jakiś prąd?

PN: Z ilu osób składa się Wasza drużyna i jak w ogóle doszło do jej zawiązania?

KS: Jest nas sześcioro – wszyscy chodzimy do tej samej klasy i dopełniamy się pod względem umiejętności. Wojciech rozwija się w kierunku modelowania 3D, a Szymon z drugim Wojciechem zajmują się kwestiami informatycznymi i technicznymi. Jest też Filip, który zajmuje się komunikacją naziemną i Wiktoria, która prowadzi nasze media społecznościowe. Ja jako lider zespołu staram się to wszystko scalać.

PN: Czy konkurs, w którym bierzecie udział jest realizowany w ramach współpracy ze szkołami?

WS: Nie. To jest zewnętrzny konkurs, chociaż opiekunem naszego zespołu jest Pan Krzysztof Ułamek, nasz nauczyciel fizyki. Zawsze możemy liczyć na jego pomoc, jeżeli mamy jakiś problem.

PN: A jak wyglądała droga do tego etapu konkursu, w którym obecnie jesteście?

KS: Na samym początku zgłosiło się około 100 drużyn z całej Polski. Do etapu ogólnopolskiego, w którym teraz jesteśmy, przeszło 30 zespołów. Ostatecznie ma zostać wyłonionych 6 drużyn, których projekty zostaną wystrzelone rakietą Solaris Polskiego Towarzystwa Rakietowego na Pustyni Błędowskiej w kwietniu lub w maju. Drużyna, której pójdzie najlepiej finale krajowym, pojedzie na finał europejski. Obecnie jesteśmy w środkowym etapie tego projektu i w trakcie pisania drugiego raportu. Ogólnie konkurs składa się z trzech raportów i testu. Pierwszy raport stanowił takie zawiązanie koncepcji, a teraz przyszedł czas na to, aby w kolejnym raporcie przedstawić wszystkie testy, jakie do tej pory przeprowadziliśmy i to, jak idzie realizacja naszego projektu.

PN: Co w najbliższym czasie przed Wami?

KS: Będziemy się teraz skupiać nad przygotowaniami do finału. Mamy jeszcze parę kwestii technicznych do rozwiązania i będziemy też przeprowadzać dokładniejsze testy. Na Politechnice Częstochowskiej drukuje nam się obecnie drugi model, do którego nie włożymy elektroniki, tylko turbinę i będziemy go zrzucać z 10 piętra, aby zobaczyć, jak się zachowa podczas takiego wyższego spadku. Musimy wiedzieć, jak to odpowiednio wyważyć. Do tej pory testowaliśmy to na 20 metrach. Planujemy również testy z balonem stratosferycznym. Poza tym ostatnio przeprowadziliśmy test łączności w Częstochowie i doszliśmy do wniosku, że skoro na 3,5 km udało się w mieście na takiej przestrzeni płaskiej, to w powietrzu na te 5 km również powinno się udać.

PN: Do czego potrzebna jest Wam łączność z urządzeniem?

SM: Będziemy musieli zebrać dane o temperaturze, ciśnieniu i wyprodukowanej energii. Te dane będą się zapisywać co prawda na karcie SD w naszym CanSacie, ale będą one przesyłane również w czasie rzeczywistym do naszej stacji naziemnej. W aplikacji, nad którą jeszcze pracujemy, będziemy odczytywać na bieżąco sygnał z wcześniej wspomnianymi danymi i o tym, na jakiej jesteśmy wysokości.

PN: A jakie koszty ponosicie w związku z całym projektem?

SM: Ogólnie mamy ograniczenie, które mówi, że CanSat, czyli sama ta puszka musi mieścić się w kosztach do 500 euro. W tym momencie, kiedy już jesteśmy w fazie testów i wszystko ze sobą łączymy, to wiemy, że bliżej nam do kwoty 500 zł. Należy jednak pamiętać, że poza tym tworzymy prototypy oraz stację naziemną z anteną. Jeżeli podczas testów coś ulegnie uszkodzeniu, trzeba zdobyć nową część. Te pozostałe koszty są więc na razie niedookreślone. Co również jest istotne, organizatorzy konkursu zalecają udział w finałowym teście z dwoma modelami – tak na wszelki wypadek.

PN: Udało Wam się pozyskać sponsora?

KS: Tak, wspiera nas firma Gazelo dystrybutor marki Energy.

PN: Czy wiążecie swoją przyszłość z tego typu projektami? W przyszłym roku czeka Was matura, więc może już macie plany dotyczące studiów?

SM: Jeszcze chyba nie mamy skonkretyzowanych planów. Osobiście myślę o inżynierii lub kierunkach związanych z programowaniem. Właściwie zawsze można to jakoś połączyć, więc uważam, że to ciekawy wybór.

WS: Ja zastanawiam się nad fizyką, chociaż też jestem otwarty na inżynierię.

KS: Chyba najbardziej skonkretyzowane plany mam ja, ponieważ mam nadzieję, że uda mi się dostać na kierunek inżynieryjny związany lotnictwem i kosmonautyką.

PN: Życzymy Wam zatem powodzenia i czekamy na rezultat Waszej pracy. Mamy nadzieję, że wszystko potoczy się tak, jak sobie to założyliście.

Na zdjęciu część zespołu WeCanTech z członkami Koła Druku 3D na Politechnice Częstochowskiej

Sponsor zespołu WeCanTech: