AquilaSat: Dijaki s Ptuja poslali satelit v nebo in dosegli izjemen uspeh

Za dobro ekipo ne zadostuje le znanje, potrebni so pravi ljudje ob pravem času. Kot je pojasnil mentor Aljaž Nahberger s člani ekipe, so nekateri dijaki na tekmovanju CanSat sodelovali že lani, druge je navdušila lanskoletna izkušnja ekipe, zato so se želeli pridružiti sami, tretje pa so k sodelovanju povabili mentorji.

Ekipo sestavlja šest dijakov tretjih letnikov Šolskega centra Ptuj. Z Elektro in računalniške šole prihajajo tehnika mehatronike Luka Kramberger in Blaž Filipič Mernik ter tehnika računalništva Aleks Kröpfl in Filip Vidovič, s Strojne šole pa strojnika Jaka Fras in Jan Čeh. 

Pri projektu so jih usmerjali mentorji Aljaž Nahberger z elektro in računalniške šole ter Stane Gojkošek in Dominik Robič s strojne šole.

»Elektrotehnika, računalništvo in strojništvo, tri področja, trije pogledi, ena ekipa. Vsak je prinesel svoje znanje in pokrival svoje področje, skupaj pa so sestavili celoto, ki je pokrila vse, kar tak projekt zahteva. Od prvega dne je bilo jasno, da zgolj tehnično znanje posameznika ne bo dovolj. Ključna je bila sposobnost sodelovanja, medsebojnega zaupanja in skupnega reševanja problemov. Timsko delo ni bilo le del projekta, bilo je njegov temelj,« so povedali.

Od kod ideja za ime AquilaSat?

Člani ekipe AquilaSat so pojasnili, da ime njihove ekipe izhaja iz bogate zgodovine Ptuja. Mesto je bilo v času Rimljanov znano kot Poetovio in je predstavljalo pomembno vojaško bazo, skozi katero so korakale rimske legije. V vsaki legiji je imel posebno vlogo aquilifer – vojak, ki je nosil aquilo, sveto zlato skulpturo orla, simbol moči, časti in ponosa legije.

Ob tem poudarjajo, da orel ni le rimski simbol, temveč že skozi zgodovino predstavlja moč, svobodo in visoke cilje. Kot pravijo, orel leti višje kot druge ptice, vidi dlje in nikoli ne odneha, zato so v njegovem simbolnem pomenu prepoznali tudi vrednote in ambicije svoje ekipe.

»Ko smo iskali ime za ekipo, je bila izbira jasna. Aquila, latinska beseda za orla, je bila popolna. Dodali smo Sat, za satelit, in ime je bilo rojeno. AquilaSat združuje dvatisočletno zgodovino našega mesta z moderno vesoljsko tehnologijo. Rimski aquilifer je nosil orla na palici. Mi smo ga dvignili v nebo,« je dejal mentor Nahberger.

O tekmovanju

Tekmovanje CanSat poteka v osnovnošolski in srednješolski kategoriji, ekipa AquilaSat pa nastopa med srednješolci. Naloga ekip je razviti mini satelit v velikosti pločevinke, ki vsebuje delujoče senzorje, komunikacijski modul in sistem napajanja.

Primarna misija od ekip zahteva, da satelit med letom meri temperaturo in zračni tlak ter podatke vsaj enkrat na sekundo pošilja na zemeljsko postajo. Poleg tega mora določati višino izstrelitve, hitrost padanja in s pomočjo GPS modula pošiljati tudi podatke o lokaciji, kar omogoča lažje iskanje satelita po pristanku.

Poleg obveznega dela tekmovanja vsaka ekipa pripravi še svojo sekundarno misijo, pri kateri imajo tekmovalci več svobode in lahko razvijajo lastne ideje, tehnološke rešitve ali zbirajo dodatne znanstvene podatke. Prav ta del tekmovanja ekipam omogoča največ ustvarjalnosti, inovativnosti in razlikovanja med posameznimi projekti.

»Že od začetka nam je bilo jasno, da tekmovanje ni le o satelitu. Vsaka ekipa mora namreč razviti in izdelati dve ločeni napravi: satelit, ki meri, zbira in oddaja podatke, ter zemeljsko postajo, ki jo sestavlja antena za sprejem podatkov in krmilnik za njihovo branje in obdelavo. Skupaj tvorita celoten sistem, brez ene naprave druga ne deluje,« so razložili.

Poleg obvezne primarne misije so si v ekipi AquilaSat zadali še štiri sekundarne misije. Kot pojasnjujejo, sta bili izhodiščni nalogi aktivno sledenje antene satelitu s pomočjo GPS-a ter neposreden prenos podatkov o izstrelitvi na spletno stran v živo.

Med pripravami so razvili še ambicioznejšo rešitev - satelit, ki se med poletom prelevi v dron. V ta namen so izdelali poseben izmetni mehanizem, s katerim satelit na določeni višini odvrže padalo, se preoblikuje v dron in se s pomočjo GPS-koordinat samostojno vrne do zemeljske postaje ekipe. Kot poudarjajo, vsaka od štirih sekundarnih misij predstavlja svoj izziv in pomemben del celotnega projekta.

»Cilji so bili visoki. A ravno to nas je gnalo naprej.«

Tekmovanje pa se začne že veliko prej

Tekmovanje CanSat se po navedbah ekipe začne že precej pred izstrelitvijo, saj morajo ekipe skozi sezono oddajati poročila o napredku in predstavljati projekt tudi na družbenih omrežjih. 

Letošnje tekmovanje je 17. in 18. aprila potekalo v Postojni. Prvi dan so ekipe na vojaškem poligonu Poček opravile še zadnje priprave satelitov, nato pa so jih z raketo izstrelili približno kilometer visoko. Med spuščanjem s padalom so morale ekipe v živo spremljati in shranjevati podatke, ki jih je satelit pošiljal na zemeljsko postajo.

Drugi dan so ekipe svoje misije in rezultate predstavile komisiji, tekmovanje pa se je zaključilo z razglasitvijo rezultatov. Letos je sodelovalo rekordnih 17 ekip, konkurenca pa je bila po ocenah sodelujočih izjemno močna. Prva tri mesta so osvojile ekipe tehničnih šol iz Štajerske.

Mini satelit, a kompleksen sistem

Kot so pojasnili člani ekipe, je mini satelit velikosti pločevinke navzven sicer preprost, v notranjosti pa skriva precej kompleksen sistem. Opremljen je bil s senzorji za temperaturo, vlago in tlak, GPS modulom, radijskim modulom ter lastno izdelanimi tiskanimi vezji. Za sekundarno misijo so satelit dodatno nadgradili z motorčki, izmetnim mehanizmom in sistemom za preoblikovanje v dron.

»Izdelave smo se lotili sistematično. Zastavili smo si jasne cilje, razdelili naloge glede na znanje vsakega člana in začeli postopoma reševati izzive. Satelit je iz dneva v dan napredoval do končne oblike,« so dejali.

Med letom je satelit zbiral podatke o temperaturi zraka, zračnem tlaku, višini in lokaciji ter jih prek radijskega signala v realnem času pošiljal na zemeljsko postajo. Ta je s pomočjo antene z aktivnim sledenjem omogočala spremljanje meritev v živo, podatki pa so se hkrati shranjevali tudi na spominsko kartico v satelitu.

Soočili so se z raznimi izzivi

Kot poudarjajo člani ekipe, so jih izzivi spremljali skozi celoten projekt. Med največjimi so bili izbira dovolj majhnih in zmogljivih senzorjev, težave pri komunikaciji med komponentami ter pregrevanje krmilnika letenja, ki je bil ključen za izvedbo sekundarne misije z dronom. Težave so reševali postopoma, z dodatnim hlajenjem in prilagoditvami napajanja.

Zaplet jih je doletel tudi na samem tekmovanju, kjer se je poškodoval čip za krmiljenje motorja drona, zaradi česar sekundarne misije niso mogli izvesti. Kljub temu so na kraju hitro prilagodili elektronsko sestavo satelita in zagotovili uspešno delovanje vseh ostalih sistemov.

»Na splošno smo bili s potekom projekta zadovoljni in stvari so tekle dobro. Seveda pa je vedno prostor za izboljšave. Če bi projekt ponovili, bi se na začetku še bolj strukturirano organizirali, tako časovno kot pri razporejanju nalog. Vzpostavili bi tudi zgodnejše sodelovanje s podjetji in sponzorji.«

Odlično 2. mesto!

Na letošnjem tekmovanju CanSat Slovenija so posegli po srebrnem odličju. In to kljub tehnični napaki na samem tekmovališču, ki jih je prisilila v hitro improvizacijo. Satelit je pri vseh ostalih misijah deloval brezhibno in pristal najbližje ciljnemu območju med vsemi ekipami, k čemur je pripomogel srečen splet okoliščin.

Kot so pojasnili člani ekipe, je projekt nastajal skoraj devet mesecev, od septembra do maja. Sprva so se srečevali po pouku, proti koncu projekta pa se je tempo dela močno stopnjeval. V zadnjem mesecu so na projektu delali vsak dan od jutra do večera, v zadnjem tednu pred oddajo pa pogosto ostajali do poznih večernih ur. Kljub intenzivnemu delu so uspešno usklajevali tudi šolske obveznosti.

»Ni bilo enostavno, a ravno to nas je naučilo ene najpomembnejših lekcij projekta: kako organizirati čas, postaviti prioritete in vztrajati tudi takrat, ko je težko. Vsak član ekipe je dal od sebe več, kot je pričakoval,« so rekli.

Kaj so se dijaki naučili?

Na področju elektrotehnike so osvojili načrtovanje lastnih tiskanih vezij, razumevanje napajalnih sistemov, izbiro komponent ter diagnosticiranje in reševanje okvar v realnem času.

Na področju računalništva so razvili znanje pisanja kode za mikrokrmilnike, brezžičnega prenosa podatkov, shranjevanja meritev ter spletnega razvoja z osveževanjem podatkov v živo.

Na področju strojništva so pridobili znanje konstruiranja kompleksnih ohišij z upoštevanjem aerodinamike, trdnosti materialov in prostorskih omejitev.

Nahberger ob tem pravi: »Tak projekt dijake postavi pred konkretno inženirsko nalogo, pri kateri morajo povezati znanja iz strojništva, elektrotehnike in računalništva. V šoli se ta področja pogosto učimo ločeno, v praksi pa se neprestano prepletajo. Tukaj smo jih morali združiti in uporabiti za reševanje resničnih tehničnih izzivov.

Ob tem dobijo dijaki tudi dragocen vpogled v to, kako v resnici poteka projektno delo. Od začetne ideje, načrtovanja, razdelitve nalog, soočanja z nepričakovanimi težavami, pa vse do končnega rezultata. Naučiš se komunicirati, sodelovati in reševati probleme pod pritiskom, z rokom oddaje pred seboj. To so veščine, ki jih iz učbenika ne moreš dobiti.«

Kot poudarjajo v ekipi, projekt dijakom odpira vrata v področja, s katerimi se mladi običajno srečajo šele na fakulteti ali v vesoljski industriji, kar lahko pomembno vpliva tudi na njihovo nadaljnjo poklicno pot.

Pogled v prihodnost

Po letošnji izkušnji že razmišljajo o prihodnosti. Pravijo, da jih je tekmovanje veliko naučilo, tako skozi uspehe kot napake, zato želijo projekt še nadgraditi in se prihodnje leto znova udeležiti tekmovanja.