Tehtud lennud

VPK Kosmose infrapuna projekt jõudis lõpule!

Väätsa põhikooli õpilased on suunanud pilgud Maakese suunas ja arendanud viimase aasta jooksul välja lahendust kaugseire katsetamiseks. Infrapuna kaamera aitab hinnata asulate ja looduslike objektide soojuseraldust ning sedalaadi mõõtmised on tuntud ka kliimauuringute valdkonnas. Seda projekti rahastas Keskkonnaministeerium, lende viisime läbi Innove võrgustiku loomise projekti raames.

VPK Kosmose infrapuna projekti lennud 26.05.2019 & 9.12.2019

26.05 toimunud lend oli testilend tehniliste lahenduste järgi proovimiseks ning sellisena vägagi õnnestunud – infot, et liikuda hea teostusega lõpplahenduse suunas, jagus enam kui piisavalt. See lõpplahendus pidanuks toimuma 9.12, ent see ebaõnnestus enneolematul määral. Just vigade rohkuse tõttu on sellest lennust olemas pikem analüüs, millega all saate tutvuda. Lisaks võtsime endale missiooniks KOHE jätkata uue samasuguse lennu ettevalmistamist, et kõik rumalused, mis värskelt meeles, saaksid klaaritud ja projekt õnnestuks. Stardime ilmselt jaanuari alguses uuesti. Siin aga ülevaade eelmisest lennust…

Lennu ülevaade

Lennu eesmärgiks oli koguda Lepton Flir 3 sensoriga infrapuna spektris pilte ja näha, kas neist asula soojuskiirguse analüüsil mingisugust kasu on. IR kaamera kõrvale pandi samas suunas pilte tegema tavaline RB kaamera, et oleks võimalik paremini tuvastada, mis paigast IR pilt on tehtud. Mõlemat fotokaamerat juhtis Raspberry Pi3. Täiendavalt oli pardal kaasas kaks seikluskaamerat, kumbki oma akupanga toitel – üks filmis ülespoole, et näha palli lõhkemist ning kui hästi langevari koos palliriismetega suudab avaneda. Teine kaamera oli küljel puhtalt ilusa video saamise eesmärgil. Loomulikult püüdsime ka BMP280 sensoriga keskkonnaandmeid ning Pi in the Sky Raspberry mooduliga GPS asukohta ja raadiosidet maa-antenniga.

Lennu enese teostamiseks pidime seekord täitma 600g palli koguni 20L vedela heeliumiga ehk umbes 3,7 m3 ulatuses. Prognoositud tõusukõrgus oli seda arvestades vaid 25 km, tõusukiirus umbes 6,5 m/s ning lennu aeg lühike, umbes tund lõhkemiseni. See tagas, et meie pall ei kandu tugevate läänetuultega liiga kaugele Peipsi kohale, vaid maandub Viljandi ja Peipsi vahelisel alal. Stardipaigaks valisime seda strateegiat silmas pidades Varbla küla läänerannikul, Pärnumaal.

Lennu korraldamine

Lennu start hilines ligi tund, kuna esiteks hilinesime varustuse probleemide tõttu stardipaika ning teiseks oli raadioside loomisega probleeme. Antenni ühendamisel vastuvõtumooduliga kadus side ära, mistõttu käivitati side teises arvutis.Pardakaamerate sisestamine korpusesse toimus lohakalt ning lõppes sellega, et veidi liiga tihedasse korpusesse sisestades surus korpus kaamera lülitile ning see lülitus välja. Ühe kaamera puhul oli viimane videofail must, mis võis tähendada mälukaardi või seadme enda viga.Ka pildikaamerad ei hakanud tööle, kuigi olid varasemate testide käigus käivitunud. Seda, miks Raspberry programm ei käivitunud ja pilte ei loginud, jääb välja selgitamiseks põhjalikuma analüüsi käigus.

Andmeside pardaarvuti toimis ning logis andmeid, ent kahjuks jäi stardi hetkeks lahendamata õhurõhu andmete kogumise probleem ning selle arvu kohapeal oli konstantselt arv 300. Pardaarvuti andis sidet, kuid käsi yagidega seda kaua puhtal kujul vastu võtta ei õnnestunud. Viimaks aitas lennu jälgimisega välja TÜ Tõravere observatoorium, kes oma sidevahenditega lennu kulgemist üle Eesti jälgis kuni selle langemiseni 700 meetrini. Siis side kadus ning leidmisel tuli toetuda GPS/GSM seadmele.

GPS/GSM maandumise järgselt aga oma asukohaandmeid ei saatnud. See saatis küll tunni aja tagant Metrotec teenusesse aku staatust, kuid mitte asukohta. 9 tundi pärast maandumist õnnestus sondil oma koordinaadid edastada ning seetõttu läksime järgi alles järgmisel päeval. Metroteci kui teenusepakkuja sõnul oli olukord nõutukstegev, kuna mobiilside võrguga tekkis ühendus kohe allakukkumise järel ning ka sondi asetsemine 1 meetri kõrgusel maapinnast, enam-vähem lageda võsastiku ääres, ei tohtinuks GPS sidemega probleeme tekitada. Omast kogemusest on teada, et ka varem on GPS/GSM moodul sarnaselt käitunud, küll aga on probleemi õnnestunud vältida, kui GPS/GSM on eraldi karbikeses, umbes meetri kaugusel ülejäänud sondist ja selles sisalduvast sidetehnikast.Lennu keskmine tõusukiirus ületas ootuseid (temperatuur stardihetkel 7 degC) ning oli prognoositud 6,5 m/s asemel hoopis 6,8 m/s.

Kokkuvõtvad märkused

Lennule eelnesid küll mitmed katsetused ja varasema kolme õnnestunud lennu kogemus, ent seekordne tegutsemine pardaarvutite, raadioside ja pardakaamerate testimisega oli siiski piisavalt hästi läbi proovimata. Väga palju tähelepanu läks ilmastiku tõttu stardipaiga pidevale ümbernihutamisele ja sellega seotud logistika korraldamisele.

ALATI tuleb lennule eelneval päeval asjad tööle lülitada ja reaalselt ka korpusesse paigaldada ning neil reaalselt 3 tundi õues töötada lasta. Kui kõik seadmed selle aja möödudes endiselt töötavad ja andmed kokku koguvad ja vajalikku kohta edastavad, võib stardipäevale vastu minna. Ilma sellist testi tegemata on alati toimunud VPK Kosmose lendude korraldamisel vastavad äpardused seadmete korpusesse kokku toppimise hetkel ning seetõttu midagi kogumata jäänud või ebaõnnestunud.

Näiteks kolmandal lennul, mis oli justkui siinkohal kirjeldatud lennu testlend, jäid eest võtmata foto ja videosilmade kaitsekiled, mis halvendasid pildi kvaliteeti ning video vaatevälja jäi korpuse detaile ja teibi tükke.Heameelt võib tunda stardipaigas selgesihilise tegutsemisest. Kuigi Raspberry arvutite toimimist me piisavalt hästi ei kontrollinud, tegime enne palli üles laskmist korduvalt sideteste, et tuvastada, kas GPS/GSM ning PITS raadiomoodul mõlemad meile kindlalt sidet annavad. Pildita võib lennata, aga sideta mitte kunagi!

Lend, millest juttu oli, ning sellele eelnenud lend maikuise festivali raames, on mõlemad osa Innove rahastatavast Kosmosekoolide Võrgustiku tegevusest, ent katseks vajaliku pardatehnika arendust ja soetamist toetas antud juhul Keskkonnaministeerium.Edukat katsetamist sellel teaduse mitmevõistluse alal!

Reaalkooli talvine lend stratosfääri – 10.02.2019

Pühapäeval (10.02) lennutasid Reaalkooli 11. klassi gümnasistid (Jarl, Paula, Kaarel) ja põhikooli robootikaklubi võistkond VIIRUS (Katariina, Uku, Peeter, Jasper, Luka, Pärtel) koos abiliste ja kaasaelajatega stratosfääri kooli esimese sondpalli. Väätsa põhikooli poolt ellu kutsutud Eesti Kosmosekoolide Võrgustiku projekt on hea näide, kuidas vanemad ja nooremad koolikaaslased saavad ühise eesmärgi nimel koos panustada. Sondi valmistamine ja tolmukogumise süsteemi ehitamise eest vastutasid nooremad õpilased ning tehnika töökorda seadmise ja andmete kogumise eest gümnasistid. Koos aidati pallil õhku tõusta.

Algselt sooviti alustada lennutamist Kesk-Eestist Väätsalt, aga ilmastikust tingituna oli oht, et sond maandub Venemaa piiri taha. Seetõttu alustati lendu hoopis Varblast Pärnumaalt. Kuigi lennutamise alguseks planeeriti kell 11.00, siis ettevalmistuste ja tehnika kontrollimise peale kulus hinnatust enam aega. 1400 grammise lastiga pall alustas oma teekonda 11.51. Pall kadus kiiresti silmapiirilt ja ühendust peeti palliga raadioside katkemiseni veel 30-40 min. Seejärel alustati sõitu prognoositava sondi allakukkumise kohta Paide suunas.

13.50 oli pall saavutanud oma maksimumkõrguse 28 188 m ja saanud hakkama -51 °C temperatuuriga. Lend lõppes kell 14.06 Paide külje all Tartu mnt lähistel. Sond saadi tervelt kätte ja avamisel oli tehnika samas seisus, nagu lennutamise alguses.

Gümnasiste ootab ees andmete allalaadimine ja töötlemine. Robootikaklubi liikmeid õhuvõtukanalite lahtivõtmine ja filtrite sisu uurimine. Edu neile edasistes tegevustes ning jääme ootama järgmisi lende ja projektiga liituma uusi huvilisi.

Ahti Pent (Tallinna Reaalkooli tehnoloogiaõpetaja)

Jarl Patrick Paide uurimistööst, Reaalkool 2019
Jarl Patrick Paide uurimistööst, Reaalkool 2019

VPK Kosmose II säraküünla katse – 11.05.2018

Türi vallas asuv Väätsa põhikool lennutas reede 11.mai 2018 keskpäeval stratosfääri õhupalli koos väikese teadusjaamaga. Pool tundi hiljem startis Väätsa staadionilt ka Tallinna tehnikaülikooli õhupall.

Väätsa põhikooli Kosmoseprogrammi noored pürgivad sel aastal juba teist korda kosmose piirimaile. Lisaks andmete kogumisele ja lennu jäädvustamisele püütakse kõrgustes süüdata ka säraküünalt. Katse õnnestumisel on tegemist omanäolise maailmarekordiga.

Füüsika- ning töö- ja tehnoloogiaõpetuse õpetaja Jonas Nahkori juhendamisel muudeti penoplastist kapsel võimalikult õhukindlaks, et ligi 30 kilomeetri kõrgusele tõusev teadusaparatuur ära ei külmuks, vahendas “Aktuaalne kaamera”.

Noored tunnistavad, et kosmoseprogrammis osalemine on tublisti avardanud nende silmaringi ja muutnud kooliskäimise põnevaks.

Väätsal tegid katsetusi ka Tallinna tehnikaülikooli teadlased, kelle sõnul on noored õigel teel.

“Kosmos ei ole midagi müstilist ja väga kauget, me saame oma käega midagi valmistada, mis läheb peaaegu kosmosesse. Ma näen seda poolt seal kõige rohkem,” rääkis TTÜ kosmosekeskuse juht Rauno Gordon.

Väätsa teadusjaam oli õhus üle nelja tunni ja maandus Lohusalu poolsaare tipus, läbides üle 100 kilomeetri.

Väätsa põhikooli kosmoseprogramm on teadusprojekt, mille eesmärk on teha heeliumipallidega starte ning sooritada rekordilisel kõrgusel võimatuna näivaid katseid. Lõppeva õppeaasta projekt kujutas endast kuus kuud kestnud sepitsusi, mille tulemusel lendas 29. märtsil ~27 km kõrgusele põhikooli esimene teadusjaam.

https://novaator.err.ee/830642/galerii-vaatsa-koolilapsed-saatsid-teele-ohupalli-teadusjaamaga

VPK Kosmose esimene katsetus stratosfääris – 29.03.2018

Järvamaalt saadeti 29.märtsil 2018 kosmosesse heeliumiga täidetud õhupall. Põhikooli noorte teadusprojekti raames oli plaan maapinnast umbes 30 km kõrgusel süüdata säraküünal.
Tehtud! Esimene lend sooritati peaaegu edukalt, kui välja arvata ebaõnnestunud säraküünla katse. Aga oma vigadest õpitakse – tegeleme hetkel uue stardi ettevalmistustega, et samu vigu mitte korrata.
1) VPK Kosmos 1 ON maandunud
2) VPK Kosmos 1 ON leitud
3) VPK Kosmos 1 säraküünal EI OLE süttinud
Tohutult õpetlik katse sest enamus probleeme, mis ilmnesid on tagantjärgi loogilised. Öösel otsisid seda jaama 13 inimest ja 3 suundantenni. Aga kogu pardal olnud GPS tehnika hakkas iseennast segama ja kui mõned akud tühjenesid, said teised endast elumärki anda. Hommikul jõudsid need elumärgid viimaks kaardile!