Opadający Satelita Atmosferyczny (OSA) to innowacyjny projekt 4 uczniów liceum z Krakowa. Zwyciężył on w jednym najtrudniejszych konkursów inżynierskich dla nastolatków „The European CanSat Competitions 2021”. Nastolatkowie zaprojektowali, a następnie skonstruowali minisatelitę, który podczas zrzutu z rakiety przeprowadza różne misje badawcze. Organizorem konkursu jest Europejska Agencja Kosmiczna.
Wszystko zaczęło się dwa lata temu od zgłoszenia zespołu OSA Team do krajowej edycji konkursu CanSat 2020/21. Zadanie konkursowe polegało na opracowaniu minisatelity wielkości puszki po napoju. Wyzwanie wymagało wiedzy z mechaniki, elektroniki, programowania, komunikacji radiowej. I powiązania tego z kosmologią, fizyką, chemią oraz informatyką. Każda drużyna musiała spełnić kryteria misji podstawowej, polegające na pobieraniu i przesyłaniu pomiarów temperatury oraz ciśnienia. Drużyna z Krakowa podjęła się również dodatkowego zadania – pobierania próbek powietrza na różnych wysokościach atmosfery. To wyzwanie zainspirowane zostało badaniami NASA, prowadzonymi na Wenus.
Celem wysłania takich puszek na inną planetę było przeprowadzenie badań struktury atmosfery na całej wysokości. Jednak zamiast wysyłania kosztownych sond wyposażonych w skomplikowane systemy badania atmosfery, przekazujących wszystkie dane do stacji naziemnej, zaproponowali inne rozwiązanie. To wysłanie setek małych sond OSA, które pobiorą próbki a następnie dostarczą je bezpiecznie na powierzchnię planety. Urządzenia z pobranymi próbkami zostałyby potem zebrane przez łazik, na pokładzie którego będzie zainstalowane laboratorium. Tam próbki będą automatycznie badane, a dane wysyłane na Ziemię.
Jak to działa?
Nastolatkowie przyznają, że projekt wiązał się z dużym nakładem pracy i wysiłku. Często konieczne było poszukiwanie nowych rozwiązań i wielogodzinne dopracowywanie elementów. Jednym z największych wyzwań dla młodych naukowców okazało się ograniczenie rozmiaru ich CanSata – jego maksymalna średnica mogła wynosić zaledwie 66 mm. Cel udało się osiągnąć dzięki projektowaniu 3D. Ostatecznie ich minisatelita może zostać zrzucony z różnych maszyn latających. Gdy opada na spadochronie, w kilka sekund pobiera próbki.
Biorąc udział w konkursie trzeba też było zdobyć sponsorów i zmieścić się w odpowiednim budżecie. Drużyna się nie poddała – powstało wiele prototypów przetestowanych w atmosferze ziemskiej. Były zrzucane ze skał, z drona, a w końcu nawet z rakiety. Finalny prototyp wziął udział w konkursie krajowym CanSat. Drużynie udało się go wygrać, dzięki czemu wzięli udział w finałach europejskich, w których również zwyciężyli.
Celem prac bezpośrednio przed finałami było zaopatrzenie sondy w systemy, które zbliżyłyby ją do udziału w prawdziwej misji kosmicznej. Właśnie dlatego zastosowano system dokładnej lokalizacji przez nadajnik UWB (Ultra Wide Band) oraz mechanizm odrzucania spadochronu i innych zbędnych elementów od modułu probówek. Do minimum ograniczono też wagę oraz objętość sond, ponieważ łazik, który miał je zbierać miał ograniczoną przestrzeń ładunkową. Wykonano też zakończoną powodzeniem próbę zrzutu sondy z wysokości 30 km podczas lotu balonem meteorologicznym. Konieczne było także dostosowanie podzespołów do trudnych warunków klimatycznych występujących na dużych wysokościach. Skrajnie niska temperatura mogłaby bowiem uniemożliwić prawidłowe działanie urządzenia.
OSA Team wziął udział w konkursie w składzie: Aleksy Grymek, Stanisław Michalik, Miłosz Słowiński, Piotr Wyżliński.
GitHub zamieścił opis całego projektu tutaj.
Czytaj też o medalu polskiej uczelni, która zaprojektowała łazika marsjańskiego, tutaj.
