17 czerwca studenci zaangażowani w projekt DREAM jadą do Niemiec, by spotkać się z przedstawicielami Europejskiej Agencji Kosmicznej. Pokażą prototyp swojego eksperymentu, który w marcu ma wystartować na pokładzie rakiety na wysokość około 80 km nad Ziemię

Tym razem studenci Politechniki Wrocławskiej z koła naukowego Tribo jadą do Oberpfaffenhofen –miejscowości pod Monachium, gdzie swoją siedzibę ma Niemiecka Agencja Kosmiczna. Czeka ich tam tzw. CDR, czyli Critical Design Review, podczas którego mają przedstawić ostateczne założenia swojego projektu.

Nazwa DREAM to skrót od DRilling Experiment for Asteroid Mining. Studenci chcą bowiem zbadać proces wiercenia w warunkach bardzo niskiej grawitacji (i próżni). Daje im na to szansę udział w programie REXUS (Rocket-borne Experiments for University Students) organizowany przez Europejską Agencję Kosmiczną we współpracy ze Szwedzką Krajową Radą ds. Przestrzeni Kosmicznej (SNSB) i Niemiecką Agencją Kosmiczną (DLR).

Czerwcowy wyjazd jest kolejnym etapem weryfikacji założeń studentów, a przede wszystkim sprawdzenia, czy mają odpowiednią wiedzę, umiejętności i warunki, by taki eksperyment przeprowadzić. Do Niemiec uczestnicy projektu DREAM jadą więc z wielokrotnie poprawianą i rozszerzaną dokumentacją, która liczy około 180 stron, oraz pierwszym prototypem swojego urządzenia. - Będziemy już mogli pokazać ekspertom Europejskiej Agencji Kosmicznej, jak będzie wyglądało wiercenie materiału w naszym eksperymencie – podkreśla Dorota Budzyń, studentka z Wydziału Mechanicznego i liderka projektu.

Członkowie projektu postawili przed sobą duże wyzwanie. Muszą przygotować aparaturę, która będzie w stanie wiercić w wybranym materiale w warunkach próżni i mikrograwitacji, a także wykona pomiary właściwości tego wiercenia i zarejestruje cały proces. I – co najtrudniejsze – wszystkie jej elementy muszą zmieścić się w „pudełku” o średnicy 35 cm i 20 cm wysokości i nie mogą razem ważyć więcej niż 6 kg. – A tak naprawdę im mniej, tym lepiej dla wszystkich uczestników programu REXUS – tłumaczy Dorota. – Na pokładzie rakiety sondażowej będą cztery eksperymenty. Im mniejszą każdy z nich będzie miał masę, tym więcej czasu rakieta spędzi w przestrzeni kosmicznej, bo będzie zużywać mniej paliwa.

Duże zmiany
Nad swoim urządzeniem studenci Politechniki Wrocławskiej pracują od listopada ubiegłego roku pod opieką ekspertów ESA. Spotykają się z nimi co kilka miesięcy, omawiają dokumentację i w razie potrzeby poprawiają ją. Po konsultacjach ze specjalistami zdecydowali się m.in. ograniczyć założenia swojego eksperymentu. Początkowo zakładali, że w czasie wiercenia na pokładzie rakiety będą badać m.in. temperaturę tego wiercenia oraz że eksperyment zostanie zrealizowany przy użyciu skały mineralnej.

- Co rodziło spore problemy – opowiada liderka projektu. – Każda z grup uczestniczących w projekcie będzie miała na pokładzie rakiety dostęp do określonej energii. Dla nas to za mała wartość, by móc planować wiercenie. Dlatego musimy zmieścić w swoim eksperymencie także baterię. Chcąc wiercić w twardej skale, musieliśmy zaplanować w naszej aparaturze spory silnik. Biorąc to wszystko pod uwagę, w żaden sposób nie mogliśmy zmieścić się w limicie sześciu kilogramów. Długo więc dyskutowaliśmy na ten temat z ekspertami ESA, którzy doradzili nam, żebyśmy uprościli nasz eksperyment. Powiedzieli, że sama analiza tego, jak wygląda rozchodzenie się urobku podczas wiercenia w materiale w warunkach mikrograwitacji, jest już eksperymentem wystarczająco skomplikowanym, a przede wszystkim nowym, bo do tej pory nikt tego jeszcze nie sprawdzał.
Dlatego studenci na pokład rakiety zamierzają zabrać beton lub gips. W tym samym materiale będą też wiercić w warunkach próżni, na Ziemi oraz w normalnych warunkach – a później porównają właściwości każdego z tych wierceń.

Sporo testów
Praca nad aparaturą do eksperymentu trwa tak długo, ponieważ każda nawet najmniejsza zmiana jednego z jego elementów pociąga za sobą konieczność przeprojektowania innych. Aparatura musi bowiem nie tylko mieścić się w określonej wadze, ale także mieć środek ciężkości w wyznaczonym miejscu. Nie może także w żaden sposób zagrażać czy utrudniać eksperymenty innych grup studentów – w tym przypadku ze Szwecji i z Włoch.

Studenci często czekają także długo na zamawiane elementy. – Nasze komponenty muszą być bardzo lekkie, więc często poszukujemy mało dostępnych, niepopularnych rzeczy, które są też odpowiednio drogie – wyjaśnia Dorota Budzyń.  – Wystarczy, że jedna część zostanie wysłana później niż nam początkowo obiecywano i już nie możemy przeprowadzić zaplanowanych testów, a to opóźnia nam prace.

Podczas CDR eksperci ESA zaakceptują dokumentację studentów lub poproszą o dodatkowe uzupełnienia i poprawki. Każdy z zespołów wyznaczył także jednego ze swoich członków, który zostanie w Niemczech dłużej i przejdzie specjalistyczny kurs lutowania. Uzyska po nim certyfikat uprawniający do lutowania elementów, które mogą lecieć w kosmos.

Jeśli studenci przejdą przez ten etap bez większych problemów, w sierpniu czeka ich wizyta ekspertów ESA na miejscu, we Wrocławiu, a później kolejna w listopadzie. Ostatnim etapem będą grudniowe testy wibracyjne studenckich aparatur, które także zostaną przeprowadzone w Niemczech. Sam start rakiety jest planowany na marzec 2017 r. z kosmodromu Esrange w Szwecji. 

Nad eksperymentem DREAM pracują studenci z kilku wydziałów naszej uczelni.  Z Wydziału Mechanicznego: Dorota Budzyń – liderka grupy, zajmuje się także mechaniką i Mikołaj Podgórski – inżynieria systemów i administracja, z Wydziału Mechaniczno-Energetycznego: Maksymilian Żurman – finanse i administracja i Adam Bortnowski – termika, działania promocyjne, z Wydziału Elektroniki: Kamil Sieciński – elektronika i software oraz Jędrzej Kowalewski, absolwent Wydziału Mechanicznego, odpowiedzialny za projekt systemu wizyjnego. Z termiką pomagał im także doktorant Krzysztof Grunt.

Studentów finansowo wspiera Politechnika Wrocławska. Mogą także liczyć na pomoc sponsorów – firm: Wimarol, Scanway, Technar i Igus. Pomagają im także koledzy z koła naukowego Rapid Troopers oraz Fundacja Manus.

- Nadal szukamy też kolejnych sponsorów. Potrzebujemy zwłaszcza finansów na marcowy wyjazd, który będzie dość kosztowny. ESA gwarantuje nam pokrycie kosztów pobytu czterech osób w Szwecji, za resztę musimy zapłacić – opowiada Dorota.
Więcej na temat projektu DREAM tutaj.
lucy