Studenci z PWr Aerospace wyruszyli do Teksasu, gdzie w weekend wezmą udział w zawodach CanSat Competition United States. Dzień później swoją rywalizację zaczną członkowie PWr in Space startujący w Spaceport America Cup w Nowym Meksyku.

Sześcioro członków PWr Aerospace wyleciało we wtorek wieczorem z Warszawy do Dallas. Wiozą ze sobą niewielką sondę kosmiczną, której budowaniu poświęcili ostatnie miesiące. W piątek w Stephenville w Teksasie ich CanSat przejdzie szereg punktowanych testów – będzie m.in. ważony, mierzony i zrzucany ze spadochronem z 60 cm.

Najważniejsza będzie jednak sobota – to wtedy rakieta wyniesie sondę na wysokość między 670 a 725 metrów. Tam studencka konstrukcja zostanie wyrzucona i będzie opadała na spadochronie z prędkością około 20 m/s. Gdy zniży się do poziomu 450 m, z pojemnika automatycznie zostanie wypuszczony ładunek naukowy, który – dzięki zjawisku autorotacji – będzie już opadał z prędkością 10-15 m/s i w czasie około 45 sekund ma przekazać do stacji naziemnej dane o wysokości, na jakiej się znajduje, panującej tam temperaturze, napięciu baterii zasilającej, pozycji GPS, wychyleniu urządzenia oraz szybkości obrotu jego śmigieł.

CanSat – zbudowany przez studentów Politechniki Wrocławskiej z trzech Wydziałów: Elektroniki, Mechanicznego i Podstawowych Problemów Techniki – waży 500 gramów (zgodnie z regulaminem konkursu nie mógł przekroczyć tej masy). Ma 12 cm średnicy i 27,5 cm długości. Koszt jego budowy nie mógł być większy niż tysiąc dolarów – nasi studenci potrzebowali zaledwie 300.

Lądowanie z autorotacją

Organizatorami zawodów są American Astronautical Society i U.S. Naval Research Laboratory. W rywalizacji wezmą udział 43 zespoły z całego świata. W tym roku głównym wyzwaniem dla nich jest kontrola lotu i lądowanie z wykorzystaniem zjawiska autorotacji. Jak tłumaczy lider politechnicznego teamu, Michał Piliński, trudność polega na tym, że sondy muszą opadać z określoną prędkością.

- Będzie miała przyczepione śmigło, dokładnie tak jak w przypadku helikopterów, ale w przeciwieństwie do nich nie będzie wyposażona w silnik – opowiada. – Podejrzewamy, że wiele zespołów postawi na takie dostosowanie śmigła, by jego konstrukcja pozwalała na zredukowanie lotu do tej prędkości. My natomiast wykorzystamy sterowany kąt natarcia, co oznacza, że nasze śmigło będzie mogło się pochylać i w ten sposób powietrze będzie je inaczej opływać, zmniejszając prędkość obrotu rotora. Decyzję o nachyleniu śmigła sonda podejmie automatycznie, analizując pobierane przez siebie dane. Pęd powietrza będzie nakręcał śmigło, co spowoduje spowolnienie lotu. Sterowanie kątem natarcia będzie możliwe od wartości dodatnich do ujemnych, czyli będziemy mogli sterować nie tylko kątem spadania, ale zaraz przy ziemi ten kąt możemy oznaczyć jako ujemny i wtedy ze spowalniania sonda przejdzie w przyspieszenie, czyli wyhamuje tak jakby na poduszce powietrznej.

Do tej pory PWr Aerospace przeszło dwa etapy, w których studenci przesyłali dokumentację swojej sondy (160 stron) i prezentowali zaproponowane rozwiązania. Zdobyli w nich 93 proc. i 97 proc. punktów – co w sumie daje im średnią 95 proc. liczoną do całkowitego wyniku zawodów.

- Każdy test i prezentacja, jakie nas czekają w USA, będą punktowane – opowiada Piliński. – Ostatnim zadaniem będzie opracowanie danych zebranych w czasie opadania sondy, na co będziemy mieli czas w nocy z soboty na niedzielę. Ostateczne wyniki zostaną podane właśnie w niedzielę. O miejscach zespołów mogą decydować nawet setne punktu.

W przygotowaniach do zawodów PWr Aerospace pomogło koło naukowe Nanoin z W11, które wsparło studentów w obliczeniach prędkości opadania sondy. Zespół mógł także liczyć na sponsorów  - firmy: S3 Connected Health, Creator – Ośrodek Profilaktyki i Rehabilitacji  i Pracownia Optyczna Tomasz Puślecki.

Więcej informacji o sondzie i zawodach także tutaj.

Rakieta z demonstratorem technologii

W poniedziałek swoje zawody zaczną z kolei studenci z koła PWr in Space działającego jako zespół PoliWrocket. W Nowym Meksyku wystartują w Spaceport America Cup – konkursie organizowanym przez Experimental Sounding Rocket Association i Spaceport America, czyli pierwszy na świecie komercyjny port kosmiczny, wybudowany przez brytyjskiego miliardera Richarda Bransona.

Nasi reprezentanci jadą tam ze swoją  „Dziewięćdziesiątką Dziewiątką”, z którą wystartują w kategorii rakiet napędzanych silnikami hybrydowymi. Zbudowany przez studentów silnik składa się z dwóch głównych części – butli z utleniaczem, którym jest podtlenek azotu, oraz komory spalania wypełnionej paliwem – w tym przypadku polipropylenem. W czasie startu rakiety zapalnik przepali pirozawór, co sprawi, że utleniacz zostanie wtryśnięty do komory, a powstała w ten sposób mieszanka będzie się spalać, napędzając całą konstrukcję (gazy ulecą przez dyszę w komorze).

Najważniejszym zadaniem dla rakiety w tej kategorii jest wzniesienie się na pułap 10 tys. stóp, czyli dokładnie 3048 m.

– Idealne „wstrzelenie się” w tę wysokość  jest niemal niemożliwe - tłumaczy Joanna Ubycha, członkini koła. –  Chodzi jednak o to, by być jej jak najbliżej. Im dalej rakieta od tego pułapu, tym więcej punktów stracimy.

Do zdobycia jest ich tysiąc. Oceniane są m.in. terminowość dostarczanej dokumentacji i projekt techniczny – jeszcze przed samymi zawodami, a w czasie ich trwania:  poprawność lotu (czyli m.in. odległość od wyznaczonej wysokości) czy faza odzysku rakiety.

Organizatorzy konkursu wymagają od drużyn, by umieściły w swoich rakietach czterokilogramowy ładunek (tzw. payload) w postaci sześcianu o dziesięciocentymetrowym boku. Studenci PWr postanowili jednak obejść ten punkt regulaminu, bo tak duża „kostka” we wnętrzu rakiety znacznie zwiększyłaby jej wymiary, a co za tym idzie podniosła koszty jej budowy. Zamiast niego skonstruowali demonstartor technologii, którym jest radioteleskop.

PoliWrocket tworzą studenci z sześciu Wydziałów: Mechanicznego, Mechaniczno-Energetycznego, Informatyki i Zarządzania, Elektroniki, Chemicznego i Podstawowych Problemów Techniki oraz uczeń Akademickiego Liceum Ogólnokształcącego PWr. Grupę wspierają sponsorzy - Igopack. Source of Industrial Packing, Horizon Automation, Szalkowski. Transport i Spedycja, Transfer Multisort Electronik (TME), Solidexpert, Biuro Techniczne Bomar, FutureNet Foundation, Walbet, Ataszek, Astos Solution, Igus, Ferrpol i Bracia Matuszewscy.

Więcej informacji o rakiecie i zawodach także tutaj.

Lucyna Róg