Uczniowie ALO PWr zaprojektowali minisondę do zbadania natężenia promieniowania kosmicznego przy użyciu cyfrowego licznika Geigera-Muellera własnej konstrukcji. Ze swoim projektem wystartowali w konkursie CanSat 2021.

CanSat to międzynarodowy konkurs Europejskiej Agencji Kosmicznej, który polega na samodzielnym skonstruowaniu minisatelitów przez uczniów oraz prowadzeniu za ich pomocą badań naukowych. Dzięki temu młodzież ma szansę zaangażować się w autorski projekt naukowy i inżynierski, już na etapie edukacji szkolnej. Krajową edycję konkursu koordynuje Biuro Edukacji Kosmicznej ESERO-Polska przy Centrum Nauki Kopernik.

Minisatelity projektowane przez uczestników mieszczą się w pojemniku wielkości puszki po napoju. Ich zadaniem jest przeprowadzenie badań i eksperymentów najpierw podczas lotu rakietą, a następnie w trakcie opadania na spadochronie. Poza konkretnymi wymiarami geometrycznymi satelita nie może zagrażać bezpieczeństwu uczestników (np. nie może mieć napędu pirotechnicznego), a jego zasilanie powinno pozwolić na kilka godzin samodzielnej pracy (np. dzięki bateriom słonecznym).

Zbadać natężenie promieniowania

W skład szkolnej drużyny o nazwie „X-Sat” weszli Michał Zychla, Karol Janic, Szymon Jędrzejczak, Beniamin Łukianowski, Łukasz Orski i Łukasz Świszcz, a ich opiekunami byli mgr inż. Wojciech Magierski i dr inż. Zbigniew Gumienny z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki.Projekt przewidywał pomiary natężenia promieniowania kosmicznego przy użyciu cyfrowego licznika Geigera-Muellera własnej konstrukcji. Uczniowie chcieli zaobserwować spadek natężenia promieniowania w trakcie lotu ku ziemi.

– Kolejny czujnik miał rejestrować składowe natężenia ziemskiego pola magnetycznego, co w połączeniu ze wskazaniami akcelerometru, pozwoliłoby określić inklinację magnetyczną w funkcji wysokości nad powierzchnią planety. Pozycja sondy w locie określona zostałaby na podstawie danych z modułu GPS oraz pomiarów ciśnienia atmosferycznego. Uzyskane dane telemetryczne posłużyłyby do wizualizacji trasy lotu sondy na cyfrowej mapie terenu – wyjaśnia mgr inż. Wojciech Magierski.

Z racji „kosmicznego” charakteru konkursu misja sondy X-Sat miała służyć eksploracji egzoplanet pod kątem przydatności do kolonizacji. Pomiary radiacyjne mogą bowiem lokalizować złoża cennych pierwiastków, m.in. uranu i toru. Istnienie pola magnetycznego mogłoby wskazywać na warunki sprzyjające tworzeniu się życia na planecie.

– Taka otoczka science-fiction ma rozbudzać wyobraźnię uczestników konkursu i stymulować niestandardowe i kreatywne rozwiazywanie problemów związanych z realizacją naukowej misji sondy. Projektowanie  układów elektronicznych, programowanie mikrokontrolera, konstruowanie części mechanicznej  to działalność stricte inżynierska służąca rozbudzaniu zainteresowań naukami technicznymi. Dzięki temu udział w konkursie CanSat stał się dla drużyny z ALO bardzo cennym doświadczeniem – podkreśla mgr inż. Wojciech Magierski.

Zaprojektowane przez uczniów urządzenie mogłoby znaleźć zastosowanie jako terenowy miernik poziomu promieniowania jonizującego i natężenia pola magnetycznego. Wyniki bieżących pomiarów są prezentowane na wyświetlaczu sondy i zapisywane w pamięci komputera pokładowego. Wraz ze wskazaniami modułu GPS mogą posłużyć do wykonania mapy przebytej trasy, rozpoznania izoklin i miejsc o podwyższonej radiacji.

– Zważywszy niewielki koszt użytych w projekcie podzespołów elektronicznych, a przy tym wysoki poziom rozwiązań informatycznych już pojawiły się pomysły komercyjnego wykorzystania sondy X-Sat – dodaje mgr inż. Wojciech Magierski.

Projekt przeszedł wszystkie etapy związane z projektowaniem i konstrukcją, ale niestety naszym uczniom nie udało się zakwalifikować do finału. W kampanii startowej, która pod koniec marca odbędzie się na Pustyni Błędowskiej, weźmie udział jedynie pięć drużyn.

– Doświadczenia uzyskane przez drużynę w pracy nad projektem X-Sat są na tyle cenne, że w przyszłym roku ponowimy próbę startu w konkursie CanSat. Obecni licealiści zostaną studentami PWr, a kolejne pokolenie uczniów ALO będzie miało możliwość zmierzyć się z „kosmicznymi” wyzwaniami – zapowiada opiekun zespołu.

Projekt „X-Sat” był realizowany dzięki wsparciu Akademickiego Liceum Ogólnokształcącego PWr, firmy KRADEX z Warszawy i dystrybutora podzespołów elektronicznych BOTLAND.

mic