Programy Hvězdárny Karlovy Vary pro veřejnost
Simulované výlety do vesmíru
Navštiv svou hvězdu z programu Adopce hvězd
Průša pro školy: 727439-postav-si-svoji-druzici
Simulované výlety do vesmíru
Navštiv svou hvězdu z programu Adopce hvězd
Průša pro školy: 727439-postav-si-svoji-druzici
ZÁKLADNÍ ROZDĚLENÍ
TYPŮ DO-CU-SAT A MOŽNOSTI SIMULACE
TYPŮ DO-CU-SAT A MOŽNOSTI SIMULACE
Koncepce simulovaných startů DOuble CUbe SATelite (2U)
Inspirací k tomuto projektu jsou současné lety malých miniaturních družic, které plní úkoly a vědecká zadání přinášející mnoho nových poznatků. Náš projekt má za úkol
seznámit starší děti s fungováním a principem letu družic Cubesat. V základní verzi projektu si mohou děti postavit základní verzi družice pomocí 3D tisku v rámci
programu Průša pro školy Popis využití tisku ve
školní výuce, náš projekt najdete zde na této stránce jako projekt 727439-postav-si-svoji-druzici.
Cílem je naučit děti chápat, jak fungují objekty na oběžné dráze, jak se dá potenciál malých družic využít k vědeckým výzkumům a také k poznávání naší planety Země.
Základní verze satelitu nazývaného Double Cube Satellite (DO-CU-SAT, typ 2U) může být sestavena pouze jako ukázkový model za pomoci 3D tisku jako typ 1U nebo 2U podle
toho, jak si stavitel usmyslí a následně může být používán k výukovým účelům pouze jako ilustrační model a není nutné ji jakkoli dále upravovat. Starší a zkušenější
zájemci si ale mohou vybavit svojí družici elektronikou podle vlastního uvážení a následně si ji i vypustit na orbitu v simulátoru kosmických letů v Karlových Varech.
Není konečným cílem takovou miniaturní družici vypustit do kosmu, ale naučit mládež, jak takový přístroj postavit, čím a jak ho vybavit. Znamená to získat vědomosti
kolem 3D tisku, šíření rádiových vln, a fyzikálních zákonech obecně. A to zábavnou formou. Ale také, jak se takový objekt na oběžné dráze ovládá, a co všechno si do
něj mohou děti nainstalovat.
Co potřebujeme k realizaci projektu
Ujasnit si jaký typ a jak vybavený chceme se skupinou stavět. Vzhledem k tomu že družice se skládají z mnoha dílů a každá skupina si bude stavět i jiný typ družice,
jinak vybavený, budou se časy tisku a tím i náročnost na stavbu podstatně lišit. Doba tisku a množství materiálů je uvedeno u každého dílu
V případě stavby typu MODEL 1U nebo 2U nemusím udělat nic, pouze se budu držet návodu na stránkách projektu Průša pro školy.
V případě stavby typů družic 2U Gaia, Sputnik, Magion a Cassini a zájmu o jejich využití pro experimenty či vypuštění na oběžnou dráhu se přihlásit prostřednictvím
webového formuláře, e-mailu nebo telefonicky. Ideální je mít již svůj alespoň dvoj- nebo tříčlenný konstrukční tým. Poté budete pozváni na první konstruktérské
setkání buď v místě, které zvolíte, nebo přímo na hvězdárnu v Karlových Varech.
Postup při stavbě satelitu
Základní skelet družice je tištěn na 3D tiskárně, účastníci kurzu a stavby si družici mohou přizpůsobovat podle vlastního uvážení po předchozí konzultaci s lektory.
Nejedná se tedy o jednostranně zaměřený projekt, ale naopak o projekt, který má rozvíjet představivost. S projektem je možné experimentovat, dovybavit družice
miniaturními počítači, snímací technikou, a různými detekčními senzory. Tyto úpravy je možno provádět po zvládnutí základní stavby družice.
Cílová skupina
Účast na stavbě modelu družice je vhodná a doporučovaná pro:
tří až pětičlenné třídní kolektivy žáků od 5.tříd ZŠ vedené učiteli fyziky či jiných podobných předmětů na základní škole. Není požadována zvláštní dovednost,
žádné zvláštní znalosti, ale zájem a nadšení z podobného projektu a ochota reprezentovat například třídu a školu,
veřejnosti ve všech věkových kategoriích – například rodiny a skupiny pracující s dětmi, nejlépe od 5.třídy ZŠ, mohou se jich zúčastnit třeba i skupiny
dospělých, kteří chtějí prožít stavbu i vynesení satelitu na oběžnou dráhu Země,
projekt stavby družice je vhodný pro děti od 9 let, pro mladší ani pod vedením zkušených učitelů či rodičů.
Potřebné znalosti, které může konstruktérský tým získat:
Trochu manuální zručnosti
Práce s páječkou a základy elektroniky (začátečnická úroveň)
Znalost práce s 3D tiskárnou
Základy práce s aplikací www.tinkercad.com
Zájem se seznámit s postupy při vývoji umělých družic Země (bonusové přednášky)
Konstrukce DO-CU-SATu
Konstruktéři, kteří se na projektu budou podílet, budou mít možnost vybrat si z několika alternativ. Základní možností je postavení jednoduché družice CUBESAT (1U)
nebo DO-CU-SAT, Double Cube Satu (2U) bez vybavení jen jako ilustrační model.
Doplnění elektronickým vybavením nabízí pět úrovní družice:
1.typ MODEL (1U nebo 2U)
Materiál z filamentů pro interiér. Družice slouží pouze jako ilustrační model a konstruktér nemá zájem ji vypustit do vesmíru. Postavenou družici si v tom případě
nemusí ničím dál osazovat s výjimkou fotovoltaických solárních panelů mini 5,5V/110mA, 70x70mm pro vylepšení vzhledu družice.
2.typ GAIA (1U nebo 2U)
Materiál z filamentů pro exteriér. Družice slouží pouze jako ilustrační model a konstruktér nemá zájem ji vypustit do vesmíru. V případě zájmu, provádět s tímto
modelem výzkum ji může osadit modulem GAIA1 (miniaturní počítač s kamerou). Pro tento typ družice je vhodné volit určitý typ odolnějších filamentů při 3D tisku.
Pomocí takto kompletované družice a při vhodném umístění může například monitorovat zdraví rostlin. To může umožnit například žákům libovolné třídy ZŠ sledovat
například vývoj stromů v okolí školy.
3.typ SPUTNIK (2U)
Materiál z filamentů pro exteriér. Satelit v oblasti středních vln vysílá morseovkou své označení a iniciály konstruktérů, které si lze do vysílače nahrát.
V případě postavení vyššího typu družice nám umožní hledat družici v terénu pomocí běžného radiopřijímače na středních vlnách. Osazení funkčním vysílačem je povinné
pro všechny, kteří mají zájem svou družici v simulátoru vypustit do vesmíru. Tento typ družice je určený pro zánik v atmosféře, proto jej nelze zachránit a po
vypuštění lze pouze sledovat dráhu družice na našem webovém rozhraní.
4.typ MAGION (2U)
Materiál z filamentů pro exteriér. Typ Sputnik rozšíříme o modul GAIA2, ten nám umožní, aby družice na orbitě prováděla zvolený vesmírný pozorovací program a bude
možné s ní přes webové rozhraní komunikovat. Při oznámení dne zániku družice v atmosféře je možné naplánovat záchrannou misi v našem simulátoru letů do vesmíru a
družici opět pomocí virtuálního ramene zachránit stažením z orbitální dráhy Země a nenechat dojít k jejímu zániku. Modul bude obsahovat naměřená data. Ta je možné
využít například ve školní výuce nebo využít k vlastní prezentaci či je dokonce zpracovávat.
5.typ CASSINI (2U)
Materiál filamentů pro exteriér. Družici typu Magion upgradujeme o moduly GAIA2 a GAIA3, které nám umožní, aby družice na orbitě prováděla zvolený vesmírný pozorovací
program a bude možné s ní přes webové rozhraní komunikovat. Tento typ družice je vybaven návratovým zařízením - modulem GAIA3 obsahujícím padák a tepelný štít. Družici
je možné následně hledat v terénu, kde přistane. Místo k přistání se bude postupně zpřesňovat a skupina hledačů bude moci vyrazit do terénu zažít pocit hledačů
meteoritů. Situaci jim ale zjednoduší vysílání signálu na středních vlnách, který jim umožní na principu radioamatérského orientačního běhu (ROB) hledat cílové těleso.
Tento typ závěru mise nazýváme Cubecaching. Stejně jako předchozí typ družice bude modul obsahovat naměřená data. Ta je možné využít například ve školní výuce nebo
využít k vlastní prezentaci či je dokonce zpracovávat.
Uvedené typy družic jsou prozatím základním konceptem první generace družic a nejsou ukončeným výčtem možností. Zájemci o stavbu a účastníci kurzu stavby družice si
mohou vymýšlet, vytvářet své vlastní projekty.
Nový koncept realizace dlouhodobých simulovaných letů nabídne od školního roku 2024/25 přihlášeným základním školám možnosti vybrat školní posádku tvořenou žáky
5.-7.tříd ZŠ a vypustit vlastní zkonstruovanou družici po absolvování kosmonautického výcviku pro lety v lodi Prométheus. Pěti až sedmičlenné kolektivy tak získají příležitost
si kromě vypuštění vlastního školního satelitu absolvovat několikahodinovou kosmickou misi. Bližší informace o tomto programu začneme poskytovat školám od 12.4.2024 na
našich stránkách registrace školních exkursí.