Space research and mini-satellites in secondary school

Űrkutatás és „műholdépítés” a

középiskolában

H-Space 2017 Budapest

Pető Mária Székely Mikó Kollégium

Sepsiszentgyörgy

CANSAT = Can- soda- satellite (116mm, 65mm, 20G, 40atm, 300-350g); max. 500 euro

• ESA ESERO és NAROM (első verseny 2010) • Időtartam: decembertől- júliusig +Pályázati követelmények: • alkalmazható produktum készítése. • 3 műszaki jelentés, haladási napló- angol nyelven; • Reklám és népszerűsítés. Együttműködés cégekkel,

egyetemekkel.

Ötletbörze: mi legyen a mérési

feladatunk

A feladat tudományos

megalapozása.

A mini-szatellit megtervezése és

megépítése

A modulok, vezérlők, szenzorok

összehangolása

Tesztelés, próbamérések, ejtőernyő teszt.

Az egység előkészítése a

kilövésre.

A Cansat kilövése, mérések,

prezentáció.

Adatrögzítés, elemzés, értékelés.

Népszerűsítés, zárójelentés,

összegzés.

Tudományos küldetés, feladatok: A légköri nyomás és a nyomásváltozás törvényének vizsgálata a föld felszínétől 1km magasságig. A légköri hőmérséklet és a hőmérsékletváltozás törvényének vizsgálata a föld felszínétől 1km magasságig.

Választott tudományos küldetés:

2012 légköri szilárd/por szennyeződés

2013 széltérkép, radioaktív sugárzás

2015 rover, felszíni elemzés

2016 a légkör minősége, 3D-felszíni térkép.

2017 repülőegység.

2018 ??????

• Mikrontroller (Arduino)

• Vezérlőprogramok; • Adatfeldolgozás,

• Antenna • Földi vevőegység

• Adatátvitel, adattárolás, feldolgozás

• Szenzorok; • Áramforrás; • Kapcsolók;

• Adó; • Adatgyűjtés,

• Külső burkolat; • Ejtőernyő;

• Tartószerkezeti elemek,

Mechani

ka Elektronika

Vezérlés Kommuni

káció

A Cansat elemei

Műholdszerű mérőegység tervezése és megépítése;

Kihívások:

• A CanSat -egység tervszerinti működése a fellövés alatt és

kilövés után is ;

• Az ejtőernyő hatékonyan kinyílik és segíti a sikeres landolást

• Az esési sebesség nem haladja meg a (8-11)m/s értéket.

• Valós légköri adatok rögzítése különböző magasságokban

• Sikeres adatgyűjtés (minden szenzor hatékonyan működik).

• Az egység nem serül meg landolás alatt és után. A földön is

végez méréseket. Megtaláljuk a Cansat-et.

• Állandó rádiókommunikáció és adatátvitel a földi állomás és

a repülő egység között.

• A mért adatok biztonságos mentése, feldolgozása,

következtetések megfogalmazása.

Adatrögzítés

és

feldolgozás,

értékelés

Központi

egység,

processzor

Adatátviteli

egység,

rádióadó

Nyomásszenzor

Hőmérséklet-

szenzor

Szennyeződés-

szenzor

Földi állomás,

antenna, vevő

Bolyai Cansat-Team 2012

SZMK CANSAT2015

MIKO-CANSAT 2016

Tervezés, ötletgyűjtés, kísérletezés…

𝑑 =8𝑚𝑔

𝜋𝜌𝐶𝑑 ∙ 𝑣2

Az első próbaváltozat, tesztelés, mérési adatok….

Ellenőrzés, még egy utolsó tesztelés … és kész van!

ANDOYA ROCKET RANGE Norvégia, É70o és K16o Európa egyetlen rakétakilövő állomása…

Az INTRUDER rakéta, amely 1km magasra emeli a

mérőegységet: gyorsulás 11g, sebesség: 550km/h, hosszúság:

1,5m, tömeg 3kg.

A verseny- Készülés a kilövésre… kommunikáció Antennázás…. Landolás után

Adatgyűjtés, tárolás és feldolgozás

A mérés ideje, nyomás, magasság, hőmérséklet, térbeli helyzet (x, y, z), GPS adatok, mágnesség, páratartalom, UV index;

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,05,56,06,57,07,58,08,59,0

0 50 100 150 200 250 300

Hő

mé

rsé

kle

t (f

ok

C)

Mérési szám

A hőmérséklet változása az emelkedési és süllyedési szakaszon

880885890895900905910915920925930935940945950955960965970975980985990995

10001005

0 50 100 150 200 250

Nzo

más

p(m

Bar

)

Mérési szám

A nyomás változása landolás közben p (mBar)

p (mBar)

Hőmérséklet-gradiens

Hőmérséklet-inverzió

A nyomás csökken a

magassággal

Animáció az egység eséséről

Alkotó munka

Csapat-munka

Időmenedzsment, logisztika, gazdasági

hatékonyság.

Kutatás, felfedező tanulás

Új technológiák, új kutatási területek;

Kommunikációs, előadói

készségek fejlesztése.

Alkalmazott, értékteremtő

tudás.

Új ismeretek

Miért jó?

ÖSSZEGZÉS

Siker: működő egység megtervezése és megépítése.

Mérés: valós környezetben végzett mérések,

adatgyűjtés és feldolgozás.

Alapok: Új technológiák és űrkutatási programok,

tudományos kutatási módszerek megismerése.

Realisztikus: valódi kutatási programok modellezése,

végrehajtása.

Tapasztalat, készségek és képességek fejlesztése,

gazdagítása.

Országos döntő: a megépített egység bemutatása és a díjazott csapatunk…

Információk a versenyről, hasznos linkek:

http://www.esa.int/Education/CanSat http://www.esa.int/Education/CanSat/Meet_the_team_Bolyai http://mikocansat.blogspot.hu/ http://hun-mikocansat.blogspot.hu/

Köszönöm a figyelmet.

“Az előadás elkészítését a Magyar Tudományos Akadémia Tantárgy-

pedagógiai Kutatási Programja támogatta.”

http://www.esa.int/Education/CanSathttp://www.esa.int/Education/CanSathttp://www.esa.int/Education/CanSathttp://www.esa.int/Education/CanSathttp://www.esa.int/Education/CanSathttp://www.esa.int/Education/CanSat/Meet_the_team_Bolyaihttp://www.esa.int/Education/CanSat/Meet_the_team_Bolyaihttp://www.esa.int/Education/CanSat/Meet_the_team_Bolyaihttp://mikocansat.blogspot.hu/http://mikocansat.blogspot.hu/http://hun-mikocansat.blogspot.hu/http://hun-mikocansat.blogspot.hu/http://hun-mikocansat.blogspot.hu/http://hun-mikocansat.blogspot.hu/http://hun-mikocansat.blogspot.hu/