Robotici zo SPŠE postúpili v súťaži CanSat do celoslovenského finále

Satelit CanSat

Satelit pre CanSat je valcová družica s priemerom 65 a dĺžkou 115 milimetrov, ktorá bude vypustená z výšky jeden kilometer a na padáku bude predpísanou rýchlosťou klesať k zemi. Počas toho musí v sekundových intervaloch vysielať namerané parametre ovzdušia (teplota a tlak) ako primárnu misiu a realizovať aj tímom navrhnutú sekundárnu misiu.

Boj s časom

Ako interný mentor nášho tímu SPSEPY som videl jeho boj s časom, prírodou i so smolou. S časom bojoval hlavne programátor prenosu a dekódovania dát z letiacej družice do notebooku na zemi. Prenos bol pomerne rýchlo vyriešený, najviac času zabralo dekódovanie dát. Aby sme dosiahli opakovací čas zasielania dát pod jednu sekundu, čo bola podmienka organizátora ESA, musel tím vytvoriť svoj vlastný protokol, nemohol použiť všeobecný „JSON“. Podarilo sa mu a mohli sme ísť skúšobne vypustiť satelit pomocou drona.

Testy satelitu

Plán bol vypustiť ho z výšky 300 metrov. Plány sú plány a realita povedala iné. Vo výške asi 120 m prestalo pracovať spojenie s výpustným zariadením, ktoré tím skonštruoval. Kapitulovali sme a zariskovali. Risk spočíval vo fakte, že prvých 100 m zvyčajne satelit padá voľným pádom a až potom sa padák otvorí naplno a spomalí pád. Vypustenie satelitu z výšky 120 m nám bolo osudné, padák sa nestihol otvoriť a satelit tvrdo pristál, padol však do mäkkej pôdy. Skelet sa síce poškodil a nebol použiteľný na súťaž, ale na opätovné vypustenie sa použiť dal. Našli sme spôsob, ako ho vypustiť z väčšej výšky a aj sme ho o desať minút vypustili zo 180 m (vždy so súhlasom dispečera na letisku, s ktorým sme sa koordinovali).

V tomto prípade sa padák stihol otvoriť a satelit pekne pristál na zemi 50 m od nás. Pekne ako pekne, na zemi ako na zemi – pristál na vysokej borovici. To by nebol najväčší problém, väčší bol, že borovica rástla uprostred neprístupného átria uzamknutej budovy patriacej ministerstvu vnútra. Samozrejme, padák na uviaznutej družici bol jediný použiteľný a museli sme ho na druhý deň dopoludnia získať, inak by sme na súťaž nemohli ísť. Ďakujem Mestskej polícii mesta Piešťany, že na moje požiadanie rýchlo s ministerstvom všetko vybavili a na druhý deň o 12.00 h sme padák mali v rukách. Mohli sme tak ísť na súťaž, lebo šikovní členovia tímu počas noci vyrobili nový skelet satelitu na 3D tlačiarni a dokonca stihli aj šitie záložného padáka na rezervnú družicu.

Semifinále v Žiline

Súťaž CanSat je niekoľkokolová, v každom kole vypadnú tí, ktorí nesplnia podmienky. Postup bol rovnaký, ako keby ste robili projekt na vypustenie skutočnej družice do vesmíru, aby sa študenti naučili aj projektové postupy. Kľúčové bolo prejsť cez PDR a potom cez CDR, to sa nám podarilo a dostali sme sa do semifinále. Okrem nášho na Letisku Žilina sa uskutočnili ešte ďalšie dve regionálne semifinále – v Bratislave a v Bidovciach. Do nášho semifinále sa z pôvodných šiestich prihlásených družstiev v regióne prebojovali len tri.

To, ako bojovali družstvá v Žiline, je ďalší príbeh. Letisko Žilina sa nachádza v Dolnom Hričove. Spojenie najlepšie vlakom zo Žiliny a potom po asfaltke s plnou poľnou kráčať tri kilometre popri kamiónoch a domiešavačoch až na letisko. Nečudujem sa, že je málo využívané, ale práve v deň letov našich družíc tam neustále vzlietali a pristávali malé lietadlá v rámci výcviku pilotov. Začali sme však v letiskovej budove, po oznámení programu sme sa hneď pustili do skladania primárnej a záložnej družice a do inštalácie padáka na záložnú družicu. Boli tam štyria žiaci a ja ako mentor a plno ďalších ľudí. Neskôr som zistil, že to bola komisia, ktorá rozhodovala o postupujúcich. Jeden z našich konkurentov tam mal deväť ľudí. Po vyžrebovaní poradia letov sme boli spokojní, lebo sme leteli až druhí.

Naostro vo vzduchu

Najviac sme sa báli kolízie na frekvencii. Tá by pri rovnosti pásma a kanála znamenala návrat do hangára a nastavenie modulu na iný kanál, čo predstavuje rozobratie družice, nastavenie iného kanála, zloženie družice, odskúšanie, čas minimálne 20-30 minút, strata koncentrácie spolu so zvýšením stresu. Používali sme LoRa pásmo 868 MHz, kanál 12. Konkurenti mali pásmo 2,4 GHz alebo LoRa pásmo 433 MHz, takže sme si vydýchli, ale predčasne.

Prvá letela družica z Banskej Bystrice. Mala veľmi dlhú a komplikovanú prípravu, používali mixovaný suchý ľad. Vôbec mi to nebolo jasné, ale popoludní počas prezentovania výsledkov som pochopil, čo plánovali. Naloženie družice do výpustného zariadenia drona bolo rýchle, dlho však trvalo čakanie na možnosť letieť. Letisková veža mala plánované lety pilotov v rámci výcviku a dron musel čakať. Keď už vzlietol, šlo všetko hladko. Padák sa otvoril rýchlo a bol stabilný, pristátie bolo na dohľad, len sa opäť muselo čakať, až pristanú lietadlá, potom sa dalo vyraziť po družicu.

Náš let

Po Banskej Bystrici leteli Piešťany, teda SPŠE. V hangári sme sa zdržali len vážením družice. Váhu mala v rámci limitov, 310 gramov. Na štartovacej pozícii sme zapli elektroniku družice, skontrolovali, že vysiela správne všetky dáta, a naložili sme ju do výpustného zariadenia drona. Vznikol prvý problém. Omylom sme nechali na družici dlhú anténu. Našťastie, prijímací modul na štarte mal krátku, tak sme ich vymenili. Najhoršie bolo čakanie na povolenie štartu.

Len tak medzi rečou sme spomenuli, že vysielame v pásme 868 MHz, kanál 12. Pilot drona nás „potešil“ – aj dron vysielal telemetrické dáta na tom istom kanáli. To nám už nebolo všetko jedno, očakávali sme katastrofu. Našťastie, nekonala sa. Dáta boli vysielané aj prijímané, po pokyne na vzlietnutie a vypustení družice sa padák včas otvoril, chvíľu kmital, nakoniec sa stabilizoval a družica pristála v dohľadovej vzdialenosti. Bolo nám jasné, že dáta máme z primárnej aj sekundárnej misie a náhlili sme sa do pridelenej miestnosti spracovať dáta do grafov a doplniť ich do predpripravenej prezentácie. Mali sme na to hodinu, medzi tým sme aj niečo zjedli z pripraveného občerstvenia.

Prezentovanie

Popoludní nasledovali prezentácie systému družice a získaných dát z letu. Dozvedeli sme sa tiež, na čo môže byť dobrý suchý mixovaný ľad (CO2). Nasledovalo zasadnutie komisie a padli rozhodnutia. Môžem konštatovať, že sme postúpili do celoslovenského finále. Za tím SPSEPY v Žiline bojovali: Marek Ratzenböck (IV. C), Viliam Kocián (IV. A), Andrej Nagy (II. A) a Matej Jelenek (II. A).

Náš tím mal okrem interného mentora aj externého, bol ním Jaroslav Sochan, ktorý nám veľmi pomohol. Urobil nám prednášku o databázovom softvéri Grafana. Družstvo ďakuje aj Piešťanke Milici Alexič za zoznámenie sa so softvérom QGIS. Je veľmi užitočný a vyplatí sa naštudovať ho a použiť, vyžaduje však zber GPS údajov počas letu. Tieto dva softvéry budú pre členov nášho tímu skutočným vstupom do „Space vzdelania“ a dostanú sa tak na vyššiu vzdelanostnú úroveň ako žiaci stredných škôl. Budú lepšie pripravení na prostredie „Space industrie“.

Jozef Dragula