W maju 2023 r. nauczyciel fizyki w 2 Społecznym Liceum Ogólnokształcącym z Oddziałami Międzynarodowymi im. Pawła Jasienicy STO powiedział swoim uczniom o międzynarodowym konkursie dla młodzieży w wieku 14-19 lat organizowanym przez Europejską Agencję Kosmiczną. We wrześniu został utworzony sześcioosobowy zespół Eye-In-The-Sky, którego członków zainteresowała możliwość zbudowania sondy badawczej i nie odstraszyła wizja dodatkowej pracy. Właśnie dostali się do rundy finałowej. Jeśli uda się im zwyciężyć w etapie krajowym, udadzą się do European Space Research and Technology Centre w Holandii.
Sonda badawcza od zera
Rolę polskiego organizatora CanSat przyjęło Centrum Nauki Kopernik. Zadaniem konkursowym jest konstrukcja miniaturowej sondy kosmicznej i przeprowadzenie badań naukowych podczas lotu rakietą i w trakcie opadania na spadochronie. Młodzi naukowcy muszą umieścić w CanSacie podstawowe systemy składające się na satelitę: moduł zasilania, moduł komunikacji, komputer pokładowy. Przechodzą przez wszystkie fazy profesjonalnego projektu kosmicznego – od wyboru celów misji i podziału zadań w zespole przez szukanie źródła finansowania, ułożenie planu promocji, zaprojektowanie CanSata, integrację komponentów, testowanie systemu i raportowanie po przygotowanie satelity do startu i analizę uzyskanych danych naukowych.
W skład zespołu Eye-In-The-Sky wchodzą: Klara Powierża, Wiktoria Bortlisz, Franciszek Badziak, Wojciech Szymczyk, Jan Czałbowski i Franciszek Rzońca. Opiekę nad nimi sprawuje Piotr Morawiecki.
– Na początku nie wiedzieliśmy, jak to zrobić. Bardzo dużo czasu zajęło nam ustalenie, jakie są wymagania, czego potrzebujemy, co po kolei złożyć. Ponieważ każdy zespół ma inny pomysł na satelitę, musi wymyślić, jak ją zbudować, zaprojektować czy napisać do niej kod. To dosyć skomplikowane, ale wspólnymi siłami udało się nam – mówi Wiktoria Bortlisz.
Cel – ratowanie ludzi
Każdy CanSat musi odbyć dwie misje: podstawową, czyli zebrać i zanalizować dane na temat ciśnienia i temperatury, oraz dodatkową, zaprojektowaną indywidualnie przez zespół. Eye-In-The-Sky zdecydował, że ich sonda będzie namierzała ludzi za pomocą dołączonej kamery, a stworzona przez nich sztuczna inteligencja poda operatorom stacji naziemnej dokładną lokalizację wykrytych osób.
– Nasza puszka może się okazać pomocna w ratowaniu ludzi znajdujących się w trudnym do rozpoznania terenie, np. wysokogórskim, pustynnym, wulkanicznym czy też morskim – mówi Franciszek Badziak.
Minisatelita może ułatwić pracę ratowników w miejscach, w których nie da się skorzystać z dronów, np. w Himalajach, gdzie powietrze jest zbyt rzadkie, by drony mogły się wnieść wysoko, czy podczas poszukiwania zaginionych na otwartej przestrzeni wodnej, która jest zbyt daleko od lądu, by móc polecieć dronem.
– CanSata można zrzucić z dużej wysokości i kiedy zejdzie poniżej poziomu chmur, będzie w stanie przeczesać teren i wykryć ludzi, by następnie wysłać ich dokładne położenie ratownikom – precyzuje Franciszek Rzońca.
Obecnie uczniowie domykają tworzenie pierwszego prototypu puszki. Zbudowali już cały układ elektroniczny, wytrenowali sieć neuronową, i zakończyli prace nad stacją naziemną, która za pomocą specjalnej aplikacji na żywo przetwarza dane. To imponujący wynik, biorąc pod uwagę to, że pracują od sześciu miesięcy. Pierwszy raport techniczny, w którym sprecyzowali swój pomysł na misję dodatkową, wysyłali na przełomie października i listopada.
– Potem nadszedł czas ogromnej pracy. Musieliśmy przygotować pierwszy prototyp, każdy podsystem, kamerę, system czujników i całą obudowę – wymienia Jan Czałbowski.
Na podsumowanie prac w drugim raporcie mieli czas do 6 lutego. Kiedy dostali komentarz zwrotny z informacją, co należy poprawić i jakie są obawy jury odnośnie do tego projektu, wzięli się do dalszej pracy. Do 25 marca musieli udowodnić, że ich sonda działa. 2 kwietnia dowiedzieli się, że zostali zakwalifikowani do rundy finałowej wraz z pięcioma innymi drużynami. Wszystkie grupy przetestują działanie swoich puszek podczas finału, gdy ich urządzenia zostaną wystrzelone we wspólnej rakiecie.
– Przez pół roku spotykaliśmy się w każdy weekend i przez kilka godzin pracowaliśmy w podzespołach nad satelitą. Składaliśmy wszystko w całość. Musieliśmy się spotykać poza szkołą także w inne dni, bo na przykład drukowaliśmy w 3D na Uniwersytecie Warszawskim, który jest otwarty tylko od poniedziałku do piątku – wspomina Jan Czałbowski.
Praca w zespole była podzielona na wiele obszarów, m.in.: konstruowanie, programowanie, raportowanie, zbieranie i analizę danych, działania promocyjne i edukacyjne. Zdaniem opiekuna grupy to dodatkowa korzyść z uczestnictwa w projekcie.
– CanSat daje uczestnikom wyjątkową możliwość rozwinięcia umiejętności i zainteresowań. To bardzo interdyscyplinarny program, stwarzający możliwość wspólnej profesjonalnej pracy projektowej, którą młodzi konstruktorzy z pewnością wykorzystają w przyszłym życiu zawodowym – mówi Piotr Morawiecki.
Dofinansowania i… początek start-upu
Założeniem konkursu było zmieszczenie się w kwocie 500 EUR przy budowie sondy. Użycie minisatelity może się więc okazać tańsze w porównaniu do profesjonalnej akcji ratunkowej. Ponadto urządzenie również po wylądowaniu przez dłuższy czas wysyła swoją dokładną lokalizację do komputera, co ma umożliwić jego łatwe znalezienie w celu ponownego wykorzystania.
Uczniowie złożyli wniosek o dofinansowanie z miejskiego programu Aktywna warszawska młodzież. Ich projekt jest prowadzony przez jednego z operatów programu, Klub Inteligencji Katolickiej (KIK), w ramach inicjatywy Mam Pomysł. Zespołowi Can-Sat Eye-in-the-sky przyznano około 5 tys. zł.
Na początku kwietnia członkowie grupy zorganizowali warsztaty dla pozostałych uczniów 2SLO. Pokazali im rezultaty swojej pracy, dzieląc się wiedzą, którą zdobyli w ostatnich miesiącach, np. czym są kwaterniony i jak działa sieć neuronowa.
– Dostaliśmy również zaproszenie do programu Venture Café, który co czwartek organizuje spotkania, podczas których start-upy prezentują swoje innowacje. To szansa na podzielenie się pomysłem i popularyzację wiedzy. Wybieramy się tam 18 kwietnia, by opowiedzieć o naszym projekcie – zapowiada Wojciech Szymczyk.