W marcu najnowszy Scorpio ma być już gotowy do testów. W tym roku łazik studentów Politechniki Wrocławskiej wystartuje w dwóch międzynarodowych konkursach -  w czerwcu w Stanach Zjednoczonych i we wrześniu w Polsce

Na organizowane w USA zawody University Rover Challenge zgłosiła się rekordowa liczba zespołów. Ze swoimi łazikami chcą w nich wystartować aż 63 drużyny z całego świata, w tym – co również rekordowe - dziesięć z Polski. Poza studentami z Politechniki Wrocławskiej za ocean wybierają się także dwa inne zespoły doświadczone w międzynarodowych rywalizacjach – z Politechnik: Białostockiej i Rzeszowskiej oraz grupy z Politechniki Warszawskiej, Uniwersytetu Wrocławskiego, Politechniki Gdańskiej, Częstochowskiej i Łódzkiej, a także z Uniwersytetu Warszawskiego i Akademii Górniczno-Hutniczej.

Zmiany, by było trudniej

Ze względu na tak ogromne zainteresowanie zawodami jego organizator, stowarzyszenie The Mars Society, postanowił zmienić regulamin i sposób rozgrywania konkursu. Tegoroczna edycja zostanie podzielona na eliminacje i finał. Najpierw jednak - do 22 stycznia - zespoły muszą wysłać dokumentację swoich łazików, a pod koniec maja czeka je etap nazywany Critical Design Review. Na podstawie jeszcze bardziej szczegółowej dokumentacji organizatorzy konkursu wybiorą kilkadziesiąt najlepszych zespołów i to one pojadą na zawody rozgrywane na pustyni w stanie Utah w pobliżu analogu bazy marsjańskiej.

Rywalizacja łazików jest zaplanowana na początek czerwca (2-4 czerwca). W pierwszym dniu zawodów drużyny będą musiały wykazać się w uproszonej wersji zadań finałowych. Jeśli dobrze sobie z nimi poradzą, dostaną się do finału A i w kolejnych dniach będą walczyć o najwyższe miejsca. Te, które muszą jeszcze popracować nad swoimi konstrukcjami, zmierzą się w finale B o niższe miejsca.

Tak jak w poprzednich latach zadaniem studenckich konstrukcji będą działania podobne do tych, jakie podejmują łaziki na Marsie. Będą m.in. pobierać próbki gruntu do analiz, zbierać narzędzia umieszczone w wyznaczonych punktach czy pokonywać wzniesienia terenu. Wzorem poprzednich edycji konkursu stowarzyszenie The Mars Society zmieniło regulamin rozgrywania poszczególnych konkurencji, by utrudnić ich wykonanie, a tym samym podnieść poziom zawodów.

- To już coroczna tradycja – opowiada Aleksander Dziopa, nowy lider projektu budowy łazika Scorpio w Kole Naukowym Pojazdów Niekonwencjonalnych Off-Road. – W ten sposób organizatorzy wymuszają na nas zmiany w naszych konstrukcjach, a jednocześnie zapobiegają sytuacji, w której jakiś zespół buduje świetny łazik i przyjeżdża z nim co roku, wygrywając bezkonkurencyjnie. Dzięki modyfikacjom regulaminu wszyscy musimy się ciągle starać.

Scorpio nowy, choć na bazie poprzedniego

Jedną z tegorocznych zmian jest nowy kształt konkurencji serwisowej. Do tej pory łazik podjeżdżał do panelu z balonem, za pomocą robotycznego ramienia przyciskał konkretne przyciski i odkręcał zawory z powietrzem, pompując w ten sposób balon do odpowiedniego poziomu, a następnie zakręcał je i wracał na wyznaczoną pozycję. Teraz zadaniem łazika będzie zatankowanie pojazdu.

- Będzie musiał podjechać do przyczepy z kanistrem, odholować go w miejsce, w którym ustawiony będzie pojazd z pustym bakiem, a następnie zdjąć kanister, zatankować, zamknąć bak i odholować przyczepkę do miejsca startowego – opowiada – Aleksander. 

Zespół łazika Scorpio od października pracuje więc nad nowymi rozwiązaniami w swojej konstrukcji. 

- Sporo zmieni się w naszym łaziku także z tego powodu, że wyciągnęliśmy wnioski z poprzednich zawodów – opowiada lider projektu. – W ubiegłym roku nasz łazik był zbyt wolny i z tego powodu straciliśmy wiele punktów. Zajęliśmy trzecie miejsce, a chcemy walczyć o wyższe. Dlatego bazując na poprzedniej konstrukcji, wprowadzimy wiele ulepszeń.

Zespół modyfikuje więc układ jezdny Scorpio, m.in. poprawia sterowniki do silnika i porządkuje elektronikę, dodając więcej płytek w miejsce kabli. Zamierza także wprowadzić poprawki w kołach łazika.

- To nasz znak rozpoznawczy. Jako jedyny zespół na świecie wykorzystujemy koła z cordury. To wytrzymały materiał, z którego produkuje się np. plecaki turystyczne czy ubrania motocyklistów. A my wypełniamy go granulatem i w ten sposób tworzymy koła, które świetnie dopasowują się do podłoża. I dzięki temu nasz łazik może sprawnie poruszać się po nierównym terenie. Takie rozwiązanie nie jest jednak pozbawione wad – opowiada Aleksander. -  Pracujemy teraz nad lepszym sposobem montażu kół i łatwiejszym napełnianiem ich granulatem. Często pytano nas: „A dlaczego wasz łazik jeździ na flakach?”. Powodem było to, że granulat, czyli kulki styropianowe, ubijały się wewnątrz kół. A napełnienie jednego koła, razem z  jego demontażem dwóm osobom zajmowało aż trzy godziny. Dlatego nie robiliśmy tego często i jeździliśmy „na flakach”.

Studenci chcą więc dwukrotnie zwiększyć średnicę kół. Do tej pory, żeby napełnić oponę, należało do oporu napychać ją kulkami, a potem zasunąć ją. Teraz ma wystarczyć napełnienie jej do połowy, a od zewnątrz jej powierzchnia będzie mogła być zmniejszana. Zmieni się także sposób montażu opon – niewielkie śrubki i nakrętki zastąpią tzw. szybkozamykacze. 

- Pracujemy również nad rotorem do anteny bazowej – dodaje Aleksander Dziopa – W czasie zawodów sterujemy łazikiem i mamy podgląd jego ruchów, korzystając z GPS oraz transmisji na częstotliwości 900 MHz. Na marginesie – to częstotliwość w Polsce zarezerwowana dla sieci komórkowych i nie można jej używać, korzystając z innych urządzeń. Dlatego nie możemy posługiwać się nią w kraju i wszystkie testy naszego systemu komunikacji musimy wykonywać w komorze bezodbiciowej. Wracając do zawodów: spędzamy je zamknięci w pojeździe, na zewnątrz którego jest zainstalowana wielokierunkowa antena, łapiąca sygnał z anteny zainstalowanej na łaziku. Zamierzamy przygotować rotor do tej anteny, dzięki czemu będzie się ona poruszać dokoła i około 15 stopni do góry i w dół. Będzie też miała swój własny moduł GPS i sama będzie się namierzała na łazik. Prawdopodobnie zainstalujemy dodatkowe dwie lub trzy anteny na łaziku i na zewnątrz pojazdu – naszej „bazy”. 

Studenci budują także rotor dla kamery umieszczonej na łaziku.

A to nie koniec zmian. Zespół przygotowuje również nowe wiertło do poboru próbki gruntu. – Z naszej perspektywy zadanie polegające na zbadaniu gruntu jest najtrudniejsze – podkreśla Aleksander. – Musimy pobrać próbkę z głębokości poniżej pięciu centymetrów, oddzielić tę część, która była powyżej, i zbadać wyłącznie grunt zalegający głębiej. Nasze wiertło będzie się wzorowało na tym stworzonym dla marsjańskiego łazika Curiosity. 

Próbka pobrana z głębokości do pięciu centymetrów zostanie wysypana, a właściwa część trafi do zbiornika rewolwerowego. I tak kilka razy. W ten sposób będziemy mieli nie jedną, a kilka próbek do analiz. Podobne rozwiązanie chcieliśmy wykorzystać w ubiegłym roku. Niestety użyliśmy zbyt małego silnika i jego zębatki wyłamały się na zawodach. W tym roku to poprawimy. 

Zmieni się też sterowanie manipulatorem Scorpio (czyli robotycznym ramieniem). Do tej pory jego operator musiał sterować każdym z członów manipulatora osobno, opuszczając jeden siłownik, podnosząc kolejne, itd. Teraz jeden ruch operatora wywoła całą sekwencję działań. 

Sam łazik będzie się także obracał w podstawie, dzięki czemu nie trzeba będzie przemieszczać go, by np. manipulator mógł wykonać jakieś działania po przeciwnej stronie niż wcześniej.

Nie tylko USA

Zmiany objęły również zespół budujący Scorpio. Zarządzeniem projektem zajęli się młodsi studenci (wspierani przez doświadczonych kolegów), dołączyły także nowe osoby, w tym m.in. programista. – Po raz pierwszy w naszej grupie mamy osobę, która potrafi programować wysokopoziomowo. Wcześniej całe oprogramowanie Scorpio tworzyli elektronicy, a to osoby, które są doświadczone raczej w programowaniu niskopoziomowym, czyli mikrokontrolerów czy płytek elektronicznych. Teraz mamy wreszcie członka zespołu, który stworzy profesjonalną aplikację do sterowania łazikiem na telefon i na komputer – podkreśla lider projektu.

Do połowy stycznia zespół chce zakończyć fazę projektową łazika i przystąpić do budowy poszczególnych modułów. Na razie gotowe są komponenty elektroniczne. Cały łazik – według planu – ma być skończony w marcu i wtedy studenci będą testować jego systemy łączności i wizję.

W międzyczasie studenci zajmą się także pozyskiwaniem sponsorów dla projektu. Już teraz starają się też o grant z ministerialnego programu „Najlepsi z najlepszych”. Jeśli go zdobędą, na zawody w USA będzie mogło pojechać 12 członków zespołu. Jeśli nie – maksymalnie pięciu. - Bilety lotnicze pochłaniają dużą część naszego budżetu – tłumaczy Aleksander Dziopa.

W pełnym składzie grupa powinna natomiast stawić się na organizowanych w Polsce zawodach European Rover Challenge, planowanych na wrzesień. W ubiegłym roku studenci z PWr postanowili nie wystartować w nich, by dać szansę młodszym i mniej doświadczonym zespołom z Polski. W tym roku Scorpio zamierza jednak powrócić do Podzamcza pod Chęcinami, gdzie organizowany jest ERC, i powalczyć o powtórzenie sukcesu z 2014 r., czyli zwycięstwa w konkursie. 

Lucyna Róg