Wyobraźcie sobie lądowanie rakiety na obcej planecie albo akcję ratunkową w terenie, gdzie po katastrofie nikt nie wie, czy ziemia pod nogami jest stabilna. Zanim wyślemy tam ludzi lub wartego miliony dolarów łazika, ktoś musi przeprowadzić zwiad. A co, gdyby wystarczyło zrzucić z powietrza miniaturową, w pełni autonomiczną sondę, która sama zeskanuje teren podczas opadania, wykryje zagrożenia i od razu wyśle gotowe dane na Ziemię – bez udziału pilota i bez ryzyka?
Właśnie taką technologię tworzymy w ramach międzynarodowego konkursu Europejskiej Agencji Kosmicznej – ESA CanSat.
Nazywamy się TerraCan i jesteśmy sześcioosobowym zespołem czwartoklasistów z Zespołu Szkół Elektrycznych nr 1 w Krakowie. Naszym zadaniem jest zmieszczenie kompletnego laboratorium badawczego w cylindrze wielkości zwykłej puszki po napoju (66 mm średnicy i 115 mm wysokości) o wadze poniżej 330 gramów.
Po co to robimy i jak to pomoże ludziom? Inspirujemy się prawdziwymi misjami kosmicznymi, takimi jak lądownik Huygens badający księżyc Saturna czy program NASA Ranger, który szukał bezpiecznych miejsc do lądowania dla misji Apollo. Chcemy jednak pokazać, że taka technologia przydaje się nie tylko w kosmosie, ale też tu, na Ziemi.
Nasza sonda działa w 100% automatycznie. Od momentu wyrzucenia z rakiety sama wykrywa poszczególne fazy lotu, mierzy parametry atmosfery i uruchamia zestaw trzech kamer: światła widzialnego (RGB), bliskiej podczerwieni (NoIR) oraz kamery termowizyjnej. Na podstawie zebranych danych tworzymy trójwymiarowy model ukształtowania terenu (fotogrametria 3D), badamy kondycję roślinności (wskaźnik NDVI) i szukamy anomalii temperaturowych. W przyszłości takie tanie, bezzałogowe mikro-sondy mogą błyskawicznie oceniać zniszczenia po pożarach, pomagać rolnikom monitorować suszę czy wskazywać bezpieczne lądowiska dla dronów i rakiet.
Ludzie stojący za TerraCan Taki projekt to połączenie elektroniki, programowania, fizyki, mechaniki i komunikacji. Przez cały proces wspiera nas nasz opiekun naukowy, mgr inż. Paweł Siwek, a tak wygląda podział ról w naszej ekipie:
- Adam Halip – Lider zespołu, Integracja & Grafika Spina cały projekt w jedną całość. Dba o to, żeby każdy wiedział, co ma robić, pilnuje terminów i odpowiada za ostateczną integrację wszystkich podsystemów sondy. Po godzinach przejmuje stery jako grafik zespołu, tworząc wizualną stronę marki TerraCan.
- Aleksandra Sikoń – Public Relations, Dokumentacja & Outreach Jedynaczka z profilu programistycznego w otoczeniu pięciu elektroników. Ola odpowiada za kontakt ze światem, patronami i mediami. Dba o dokumentację projektową, tworzy materiały promocyjne i organizuje nasze warsztaty edukacyjne dla szkół oraz Pracowni Młodych.
- Piotr Żywiołek – Software, Stacja Naziemna & Analiza Danych Mózg operacji programistycznych. Pisze oprogramowanie pokładowe sondy, tworzy aplikację stacji naziemnej w C++/Qt do odbioru parametrów lotu na żywo oraz odpowiada za algorytmy, które po wylądowaniu zamienią surowe zdjęcia i dane z czujników w trójwymiarową mapę terenu.
- Sebastian Rosa – Elektronika & Projektowanie PCB Człowiek od prądu i schematów. Dobiera komponenty elektroniczne, weryfikuje ich parametry, liczy budżet energetyczny i projektuje płytki drukowane (PCB), dzięki którym cała ta zaawansowana drobnica zmieści się w ciasnej obudowie puszki.
- Beniamin Wysocki – Analiza Matematyczno-Fizyczna & System Odzysku Nasz specjalista od fizyki lotu. Oblicza kinematykę opadania, projektuje spadochron krzyżowy i dba o to, żeby sonda opadała z idealną prędkością 5 m/s – wystarczająco wolno, by kamery zrobiły ostre zdjęcia, i wystarczająco stabilnie, by bezpiecznie wylądować. Wspiera też zespół przy projektowaniu mechaniki.
- Patryk Płaziak – Konstrukcja 3D, Komunikacja Radiowa & Stacja Naziemna Łączy świat mechaniki i elektroniki. Projektuje w CAD-zie pancerną obudowę sondy drukowaną z ABS-u, współtworzy płytki PCB w KiCadzie i buduje nasz system łączności radiowej LoRa 433 MHz wraz z dwuosiowym, automatycznym trackerem antenowym, który śledzi satelitę na niebie.
Co dalej? Mamy już za sobą etap wstępnego projektu (PDR), skompletowaną architekturę i wyliczony co do grama budżet. Teraz wchodzimy w fazę ostrego prototypowania, druku 3D, lutowania i testów. Na tym blogu będziemy bez ściemy pokazywać nasze postępy – zarówno udane testy, jak i problemy, które po drodze rozwiązujemy.
Trzymajcie za nas kciuki, śledźcie nasze social media, a jeśli chcecie wesprzeć młodych inżynierów z Krakowa lub nawiązać współpracę – odezwijcie się do nas!