Толкова студено, вероятно не можем да измислим много неща, свързани с консервирана сода, че току-що приключихме с пиенето, освен да я изцедим и да я хвърлим в кошчето за рециклиране. Следващия път, защо да не го превърнем в сателитна кутия и да стартираме собствена симулация на космическа мисия? В крайна сметка, пикосателитният дизайн се превърна в детска игра.

проектира

Именно това е предложението на Electronic Cats, млада мексиканска компания, посветена на разработването на безплатен софтуер с отворен код за движението на производителите в страната, създадена „като местна алтернатива за понижаване на цените на вноса на технологии от чужбина“. обяснява Серджо Сабас, един от четиримата основатели.

Ето как започнаха с първите карти и комплекти, пикосателитите и симулацията на космически мисии пристигнаха преди няколко години от ръката на друг негов колега, Фелипе Варела, който по време на своето време в Мексиканската космическа агенция беше влязъл контакт с инициативите CanSat, при които предизвикателството е да се интегрира симулация на реален спътник в обем с размер на 350 милилитра сода.

„Хората смятат, че космическата мисия е да отиде в космоса, когато в действителност 70% от космическата мисия се изпълнява на земята“.

Първоначалната цел на мексиканската компания беше да я фокусира върху деца на възраст около 16 години и тя да бъде комплект, с който вече не трябва да купувате нищо друго, а просто да го сглобите и програмирате. По-късно, около комплекта CatSat, те започнаха да създават цялата методология за космически мисии и сега тяхната малка уики „е най-големият сборник на испански за това как да се създаде космическа мисия като тази: планиране, симулация на стартиране и възстановяване“ Сабас.

„Новият CatSat Zero е като връщане към началото. Той е по-малък, с много повече памет, за да зареди повече информация, отваряйки възможността за включване на по-разнообразни езици за програмиране от Arduino, MakeCode, Circuit Python, ... Създадохме три модула за блоково програмиране: един за GPS, друг за измерване на качеството на въздуха и последен за температура, влажност и атмосферно налягане ".

Две от тях вече са достъпни в официалната версия на MakeCode на Microsoft и във версия 3.0, които планират да бъдат достъпни за обществеността през февруари, а земната станция ще може да се програмира с Scratch, казва Сабас.

"Работим, за да направим наръчника все по-достъпен, но в крайна сметка това е въпрос на желание. С CatSat 1 имаме случаи на учители, които не са знаели за програмиране или електроника и са го направили. Има ръководство, нашият софтуер и, разбира се, уроците в Youtube ".

Наред с други опростявания, в ревизирания модел - чиято бета фаза е приключила и вече се тества сред учениците - се използва MicroPython (език, подобен на Python, но за вградени системи) и е създадена по-малка и по-основна земна станция, която се инсталира чрез на „Catwan“, USB устройство, с което просто трябва да плъзнете компонентите към компютъра и да започнете програмирането.

Но без съмнение, сред всички новости, това, с което екипът на Electronic Cats е най-горд, е подкрепата, получена от Arduino с официален борд, MKR1300, с който всеки може да направи своя собствена версия на пикосателита, без да е необходимо. комплекта, като го придобиете във всяка точка на разпространение на Arduino.

Сътрудничеството с платформата за електронно програмиране с отворен код продължава да напредва и тази година мексиканците си сътрудничат в рамките на официалната програма Arduino за отбелязване на 50 години от човека на Луната.

Обхващане на науката за спътник в консервна кутия

Тази коварна фраза „размерът има значение“ със сигурност е предпоставка, когато говорим за нанотехнологии. И ако не, че казват Робърт "Боб" Туигс, Американски професор по астронавтика и космически науки, на когото някои от малкото достъпни източници, документиращи феномена на сателитите на консервите, приписват идеята за поставяне на сателит в празния контейнер на кока кола.

Единодушно е да се признае, че именно той, заедно с друг университетски професор от Калифорния, Жорди Пуиг-Суари, изобретил през 90-те години концепцията за „CubeSat“, която по-късно ще се превърне в индустриален стандарт за разработване и използване на спътници в миниатюрен.

Самият Туигс разпознава в интервю за Space.com, че е открил този тип пикосателит - както се наричат ​​сателити между 100 грама и 1 килограм маса - в кубична форма благодарение на „кутия с кукли, които са имали 4 инча“ до които той залепи няколко слънчеви клетки, докато не видя колко могат да се поберат. "Имаше достатъчно напрежение за това, от което се нуждаех, затова реших, че това ще бъде размерът", разказа той през 2010 г.

Това е в бариерата от началото на двадесети век, когато първите проекти за космически нанотехнологии започват да се разработват от студенти и когато се регистрират първите състезания на сателити, затворени в сода, както е документирано от Европейската космическа агенция (ESA) в неговия раздел, посветен на сателитите-може.

Проектът CanSat трябва да има два основни елемента: батерия или слънчеви панели, за да се осигури работата на сателитната система, микропроцесор за живот на сензорите програмиран в устройството, което ще предава информацията, която трябва да бъде получена в мисията, и парашут за по-късно извличане на устройството.

Освен това те могат да включват елементи, които ще бъдат свързани към микропроцесора, изпращайки информация до наземния контролен център, като GPS приемник за проследяване на геолокацията му в реално време, термометър за измерване на температурата, барометър за измерване на атмосферното налягане или камера за запис изображения, наред с много други елементи. Всеки един от тях служи за обучение на пикосателита за въпросната мисия.

Трите най-често срещани типа мисии са: телеметрия (комуникация на дълги разстояния), връщане назад (кацане и преместване на устройството) и контрол във въздуха (вземане на решение къде да падне). И сред най-често срещаните цели на анализа са: измерване на качеството на въздуха, улавяне на бактерии, програмирано отваряне на парашут, когато пикосателитът открие определена плътност на въздуха.

В момента има доста активна универсална мрежа CanSat, която е домакин на състезания от този тип по целия свят, като тези, насърчавани от ЕКА, НАСА и други национални космически агенции и университети.

Космическа мисия „направи си сам“ в пет стъпки

Комплект по подразбиране като CatSat Zero включва всичко необходимо за разработване на космическа мисия „направи си сам“ (електронните табла, сензорите и балона за времето) само за две седмици на развитие и струва около 500 долара. Но от Electronic Cats те си спомнят, че придобиването на частите самостоятелно и с малко повече време може да бъде постигнато за три четвърти от тази цена.

В споменатия комплект всички компоненти идват разглобени, така че е необходим поялник, за да ги спойкате и да добавите необходимия хелий за балона и да позволите на пикосателита да лети. Единственият ключов компонент, който не е включен, е парашутът, необходим за спускането на пикосателита, когато приключи своята мисия, но всички математически изчисления са предвидени за вас, които можете да създадете за себе си, като част от забавлението от този тип експеримент.

Установяване на мисията, обяснява Сабас, Разделен е на две части: пикосателит и земна станция, Последният е частта от устройството, която се свързва с компютъра и получава различната информация, която пикосателитът изпраща по време на пътуването си, като температура, влажност, геолокация и т.н.

  • За монтажна техническа част на устройството, ръководството, достъпно на GitHub, подробно описва стъпка по стъпка, допълнително, с изображения как всяка от картите трябва да бъде сглобена, което по-късно ще даде живот на малкия сателит, получавайки поръчките, посочени по време на процеса на програмиране.

Инсталирайте батерията (или соларните панели, ако изберете този тип енергийна система), балона за стартиране на устройството и парашута за спускане.

  • Програмирането на устройството е опростено, което позволява просто да свържете USB, включен в комплекта, и просто да плъзнете папката с необходимия софтуер за програмиране на пикосателита. The кодът се основава на Arduino и ние предоставяме насоки за това каква информация трябва да изпраща пикосателитът, как трябва да реагира и кои са често срещаните грешки.

  • Методът за изстрелване, предложен от CatSat, и най-често срещаният, е чрез метеорологична сонда, С други думи, освобождава се балон, съставен от парче латекс с диаметър около два метра, което позволява достигане на стандарт от 20 или 25 километра височина „вече в стратосферата“, въпреки че е достигнал максимална височина от 40 до 50 километра, казва Сабас.

Възможно е също така, в зависимост от степента на сложност, търсена в проекта, да се прикрепи CanSat към малка ракета (има такива, които са в състояние да достигнат 500 км/ч) или с дрон, който повдига пикосателита и чрез предварително програмиран механизъм, той ще се освободи от него, оставяйки CanSat в свободно падане, изпълнявайки своята мисия.

  • Веднъж сглобени и работещи, вие изпращате информацията, едно от основните предизвикателства пред младите хора е показване на получени данни или на език за програмиране чрез графики, карти или дори Excel, ако нямате необходимите познания.

"Важното е тези ценности да бъдат разбираеми за всеки." Поради тази причина е необходимо да има контролен панел - земната станция - където всички тези данни се събират и съхраняват за по-нататъшен анализ, например сравнявайки ги със симулационни стойности и реалната ситуация.

  • И накрая, "идва най-забавната част, макар за мнозина най-сложната: възстановяването" за това, което има пикосателитът GPS устройство, което ви позволява по всяко време да го проследявате на карта.

Между изкачването и спускането процесът продължава около час и половина, но преди това ще бъде извършена симулация, в случая с Predict HabHub, така че момчетата и момичетата да организират фазата на възстановяване предварително, знаейки приблизително къде ще земя, какво оборудване се нуждае от персонала и да се обърне към предварителните корекции.

Тази платформа работи с данни от метеорологични станции по целия свят, като представя характеристиките на вашия спътник, като тегло, ден и час на изстрелване, място и прогнозира къде може да падне. Устройствата обаче не винаги могат да бъдат възстановени, понякога падат на трудно достъпно място или директно в морето.

„От над петдесетте предприети мисии те са загубили около десет устройства. Ето защо препоръчваме етикетирането на устройствата, така че ако някой го намери, да го върне ”, казват от Electronic Cats. И не разпространявайте социална тревога при намирането на подобно устройство, като не забравяте и въздействието върху околната среда, което изоставянето на технологичен материал на Земята може да генерира.

От 10 или 15 пикосателита, закупени до момента от CatSat1 в различни части на Латинска Америка, няма съобщения за загуба на Electronic Cats. "Идеята е, че устройствата винаги могат да бъдат възстановени и използвани повторно за нови мисии с нови цели, затова сателитната батерия се презарежда и устройството има щифтове, така че да могат да се добавят сензори за нови експерименти и да се повиши нивото на трудност ", обяснява мексиканският програмист.

Направете пространството достъпно за най-малките

„Когато моят съученик Фелипе беше попитан от учителката като дете какво иска да бъде, когато порасне, той каза, че е астронавт, а тя отговори, че това е невъзможно, тъй като в Мексико няма космическа агенция. Методологията CanSat показва, че това може да се направи и че в младата си възраст момчетата и момичетата могат да мечтаят да изпълняват проекти в стратосферата.

Освен това за Сабас един от най-големите приноси за интеграцията на този тип проекти в класната стая е, че „не само се научете да програмирате прилагат в реален и осезаем проект знанията, които усвояват в часовете по математика, физика, химия. Чираците на астронавтите осъзнават, че ако не го прилагат добре или не вземат предвид много външни варианти като география, климатология, изменение на климата или собствени ограничения на устройството - пикосателитите не са в орбита, не са водоустойчиви, имат малка устойчивост на студ, наред с други ограничения - „вашето устройство няма да работи или ще се срине“.

„Че вие ​​поемате собствеността върху технологията, а не върху вашата технология“

За члена на Electronic Cats, защитници на свободния софтуер и хакерската философия за споделяне на код с общността, "вече и в областта на атомите", има "сблъсък" между образователна система, в която знанията се налагат отгоре и ние са използвани за оценки от 1 до 10, а тенденцията на производител все повече присъства в нерегламентираното обучение на студенти, но в същото време "извън системата", където е трудно да се оцени числено обучението на общ проект.

„Преди новостта беше да има компютърна класна стая в училищата, за да се изучават компютърни науки, сега трябва да има място за създаване с 3D принтер и те да могат да научат тези нови умения, свързани с цифровото производство, за бъдещите работни места“, заключава Сабас.