Műholdat építenek és fel is lövik a levegőbe a versengő hazai középiskolások

Hogyan lehet népszerűsíteni az űrkutatást? 

Digitális tábla, rajta egy kis műhold rajza. Egy nagy asztal, körülötte diákok. Ez a kép fogad, amikor megérkezem a Semilab Félvezető Fizikai Laboratórium egyik termébe. Az úgynevezett Education Centerben körülöttünk nem mindennapi eszközök, például atomerő-mikroszkóp, elipszométer és számítógépek sorakoznak.  

Öt budapesti középiskolás, 10-11. osztályos diákok, Csenge, Fruzsi, Zsófi, Nóri és Nimród mentoruk, István vezetésével egy különleges versenyre készülnek éppen. A CanSat Hungary egy középiskolások részére szervezett, az űripart bemutató és népszerűsítő verseny. Az Európai Űrügynökség (ESA) azzal a céllal hirdeti meg minden évben, hogy a diákok megtapasztalhassák, milyen részt venni egy valódi űrprojektben.  

A jelentkezők rengeteg tapasztalattal gazdagodnak, például rádiótechnikában, áramkörök tervezésében, emellett elsajátíthatják az űripar által elvárt precizitást. 

Ráadásul rengeteg hasonló érdeklődésű diákkal találkozhatnak, a döntő nyertesei a nemzetközi kapcsolataikat is gyarapíthatják a verseny folyamán. 

Erre a megmérettetésre készül már hónapok óta a kis csapat, akiket felkerestem. Mindannyian középiskolások vagytok, melyik iskolákból jöttetek? – kérdezem, miután én is helyet foglalok az asztal körül. „Én nem” – felel rögtön felkészítőjük, Marosi István, a Semilab high-tech fejlesztőcég munkatársa. Rögtön látszik, a komoly munka közben a jó hangulat is garantált. A fiatalok a Budapesti Fazekas Mihály Gyakorló Általános Iskola és Gimnázium, a  Baár-Madas Református Gimnázium, a Deák Téri Evangélikus Gimnázium, valamint a Puskás Tivadar Távközlési és Informatikai Technikum diákjai. 

Bemutatkozik a Candide 

Ők a Candide csapat. Voltaire regénye, a Candide, avagy az optimizmus címszereplője után választották a nevüket. „A magyartanárotok tudja?” – kérdezi mentoruk. „Tudja, én ma mondtam, és nagyon tetszett neki” – feleli Csenge, ő a csapat „mindenese”, és nem titok, hogy az ő megkeresésére ülök most itt a kis csapattal hétköznap este. 

„Az osztályomban nincs sok reál beállítottságú diák, de én mérnöknek készülök, és nagyon jó lehetőségnek tűnt, hogy itt élesben mindent ki lehet próbálni.  

„Az űrkutatás fizikai-tudományos része érdekel, a számítógépes fizikai háttér. Például a műholdak programozása, hogyan küldik az adatokat, miként dolgozzák fel” – veszi át a szót Fruzsi, a csapat másik szóvivője. 

Az ő fejéből pattant ki az ötlet, hogyha már CanSat a verseny neve, miért ne lehetne a csapatnevük Candide.  

Kép

Fotó forrása: Marosi István

A CanSatLab hálózatot Magyarországon Detre Örs fizikus, csillagász, űrkutató hozta létre, azért, mert nem minden iskolában vannak meg a tárgyi feltételek vagy a szaktudás ehhez a versenyhez.  

„Különböző cégek, egyetemek is tagjai a hálózatnak, ahol biztosítják a csapatoknak a szükséges eszközöket” – mesél az alapötletről Marosi István. Majd kiderül, fia, Nimród ötödik csapattagként ugrott be a lányok mellé, és úgy tűnik, jól megy nekik az együttműködés. „Mostanra összeszoktunk” – erősíti meg Nimród.  

Miközben ez egy csapatverseny, vagyis együtt dolgoznak a fiatalok, minden területért más felel. Zsófi a mechanikai designt tervezi, ma leginkább ezzel foglalkoznak. Fruzsi programoz, Nóri a közösségimédia-oldalaikat kezeli, de tervezett egyenpólót is. Nimród a földi állomás kivitelezésén dolgozik, Csenge pedig, mint mondja, segít, ahol tud. „Ezért írtam például nektek” – magyarázza, majd kiderül, ő varrta a miniműhold ejtőernyőjét is. 

Akár egy igazi űrprogram 

A CanSat tavaly ősszel indult, több mint 400 lelkes középiskolás és száz mentor vágott bele a nagy kalandba. A korábbi résztvevők mellett számos új csapat, új iskola is nevezett a versenyre.  

A cél egy működő műholdmodell megálmodása, megtervezése, legyártása, tesztelése, felbocsátása igazi rakétával, az üzemeltetése, illetve mérések végzése és értékelése.  

A csapatok teljesen maguk végzik el az összes lépést, kivéve a felbocsátást. 

A verseny úgy van felépítve, mint egy igazi űrprogram, az Európai Űrügynökség indította útjára, a hazai szervező a Magyar Asztronautikai Társaság. Három-hat fős középiskolai csapatok jelentkezhettek, akiket egy (vagy indokolt esetben két) mentor segít a felkészülésben. Ugyanazokon a lépéseken kell végigmenni, mint egy igazi űrprogramban, meghatározzák a költségeket is: például 500 euróba kerülhet a repülő modell.  

Valódi űrmisszió egy 0,33 literes üdítőitalos dobozban 

A CanSat egy valós műhold szimulációja, amely minden olyan rendszerrel rendelkezik, amivel egy műholdnak rendelkeznie kell. Térfogata megegyezik egy dobozos üdítőével, azért CanSat, mert akkora, mint egy 3 deciliteres üdítőspalack. A kihívás a diákok számára az, hogy ebbe a kis térbe bele tudják tervezni az összes alrendszert, ami megtalálható egy műholdon: tápegység, szenzorok, kommunikációs rendszer. A versenyen a CanSat műholdakat rakétával nagyjából egykilométeres magasságba juttatják. Itt a hordozóeszközről leválva megkezdik a küldetésüket, ami lehet egy tudományos kísérlet vagy egy technológiai demonstráció. A biztonságos landolást követően a csapatok elemzik és bemutatják a gyűjtött adatokat. 

Az eszközök megtervezésére és megépítésére fél évük van a versenyzőknek, az októberben kezdődött munka idén áprilisban a döntővel zárul. 2024 őszén 84 csapat kezdte meg a közös munkát, amely során elkészítik saját műholdszimulációikat. A fordulók során ez a szám mostanra ötven körülre csökkent, végül áprilisban a folyamat végén a legjobb tíz kiválasztott csapat eszköze indul a magasba a döntőben. A végső győztes jutalma az, hogy részt vehet egy tanulmányi kiránduláson az ESA-központban, Hollandiában. 

Kép

Fotó forrása: Marosi István

„Fő az optimizmus” 

A csapatoknak különböző tervezési fázisokon kell végigmenniük. „Ma már nem úgy működik az élet, hogy valaki egyedül alkot valami hatalmasat, mint annak idején Faraday vagy Maxwell, hanem csapatokban dolgoznak az emberek.  

A csapatmunka napjainkban a középiskolákból és az egyetemekből hiányzik.  

Nemcsak a kisműhold egy szimuláció, hanem maga a munka, a megalkotás folyamata: van időterv, projektterv, pénzügyi terv. Nem elég összedrótozni az asztalon, hanem erről egy előírásszerű dokumentációt kell készíteni” – sorolja a diákok segítője.    

Mivel lennétek elégedettek a versenyen? – kérdezem. „Hát, ha megnyernénk” – jelentik ki a fiatalok egyértelműen. „Én abszolút látok erre esélyt” – teszi hozzá István. „Személy szerint úgy érzem, megvan minden támogatásunk ahhoz, hogy megnyerjük” – mondja Csenge. „Fő az optimizmus” – folytatja nevetve Zsófi. Hozzáállásukat látva már értem, miért a Candide nevet választották.   
 
Ahhoz, hogy elérjék a céljukat, még sok munka vár rájuk, február 17-én kell leadniuk a következő nagy dokumentációt, angol nyelven: tesztelés, műszaki rajzok, repülésre kész prototípus – mindennek kész kell lennie. Később majd szükség lesz tesztelésre is, hiszen be kell bizonyítani, hogy nem fog felrobbanni a miniműhold, képes arra, hogy felmenjen, és aztán az ejtőernyő segítségével biztonságosan visszatérjen.  

„Megtanulnak programozni, hardvert tervezni” 

A digitális táblán éppen a design tervezési fázisa zajlik. Az a cél, hogy a térbeli testek, az elektronikai hardverelemek elférjenek a hengerben. Háromdimenziós modellben kell elhelyezni a műhold alkatrészeit. 3D-nyomtatóval kinyomtatható vázat terveznek, eközben párhuzamosan halad a többi rész: az elektronika, a szoftver, az antennaépítés.  

„Rengeteg tudást kapunk ettől a versenytől és egy jó csapatot” – mondják a diákok.  

„A gyerekek nagy része soha életében nem csinált hasonlót. Fél év alatt olyan szintre jutnak, hogy megtanulnak programozni, hardvert tervezni, értenek a mechanikai design-hoz, többek közt a médiában való promotálás is feladat. Illetve az idővel való gazdálkodás ugyanolyan fontos, mint a tudományos rész” – hangsúlyozza István.  
Nagyon gyakorlatias a verseny, vannak képzések, megtanulják a csapatmunkát, kapnak visszajelzést. 

„Ez egy miniműhold, nem fog felmenni az űrbe, hiszen nekünk, diákoknak nincsen hozzáférésünk olyan eszközökhöz, amiket ki lehetne küldeni az űrbe. A döntőben kilövik a levegőbe, és pár perc múlva visszatér majd. A verseny napján fellövik a rakétát, és a következő napon kell prezentálnunk, hogy milyen adatokat sikerült leküldeni” – fogalmaz Csenge. István hangsúlyozza, az a távlati terv, hogy legyen egy valódi diákműhold, amely ténylegesen kijuthat a világűrbe. 

Negatív gyorsulás és szabadesés 

Beszélgetésünk után folytatódik a meeting, a tervezés. Nem egy hagyományos tanóra, sokkal inkább kötetlen ötletelés, problémamegoldás zajlik. Marosi István magyaráz, számol és rajzol a digitális táblánál, eközben a terem másik vége rögtönzött fotóstúdióvá alakul. Ugyanis Csenge fotókat készít a társairól, egyesével mindenkiről külön portré is lesz, ami majd felkerül a social media felületekre.  

 „Hogyan lehet negatív gyorsulást előállítani?” – kérdezi a fiataloktól. „Le kell lassítani? Falhoz csapni?” – jönnek a válaszok. Majd a szabadesés a téma.  

„Mi történne, ha leejtenénk a Margit-hídról a műholdunkat? Hova tegyük az ejtőernyőt, a szélére vagy középre? Hova kerül a GPS? Hogyan rögzítik a fedőlemezt? Hova kerül az antenna?” – sorjáznak a kérdések.  

„Ez pont olyan, mint egy macskafül” – mondja viccesen a felrajzolt műhold egyik részére valaki. „Most az a lényeg, hogy szerkezetileg meglegyen a terv, utána beméretezzük” – magyarázza a tanítványoknak felkészítőjük.   

A februári határidő közel van, ezért most már igyekeznek hetente többször találkozni. Mielőtt sok sikert kívánok nekik és elköszönök, még kisebb vita alakul ki arról, mikor legyen a következő találkozó, ki mikor ér rá a héten, ki menne inkább korcsolyázni, és ki nem. Az ötfős csapat elhivatottságát látva, ha rajtuk múlik, a Candide jó eséllyel a döntőig menetelhet, és ki tudja, onnan már nincs is olyan messze Hollandia…