Szép sikerekről kaptunk hírt az Balassi Bálint Nyolcévfolyamos Gimnázium kis kutatócsapatától, akik korábban a BME EIT által szervezett Fizika mindenkinek versenyen is feltűntek űrkutatási témájukkal. Örömmel adunk helyet az ilyen jellegű beszámolóknak, mert reméljük, ezzel más diákokat is arra tudunk insprirálni, hogy kreativitásukat és innovációs készségüket fejlesztve a jövőben ők is elinduljanak a versenyeinken. Bízunk benne, hogy a többi döntős csapatoktól is kapunk majd hasonló beszámolókat további sikerekről.

Űrkutatás - középiskolásként

A budapesti Balassi Bálint Nyolcévfolyamos Gimnázium tizedik osztályos tanulókból álló kutató csoportja sikeresen pályázatot nyújtott be az Emberi Erőforrások Minisztériuma által, az Útravaló Ösztöndíjprogram 2016/2017-e tanévre meghirdetett „Út a tudományhoz” felhívására. Az öt diák és mentortanáruk által készített kutatási program címe: „Űrtechnológiai kutatások a középiskolai fizikai ismeretek bázisán”. A projekt általános hatásként jól szolgálhatja a fizika népszerűbbé tételét, s a projektben résztvevő fiatalok pedig közelebb kerülnek az űrkutatáshoz, megismerik jobban az űrkutatási módszereket, ezáltal várhatóan közelebb kerülnek a műszaki tudományokhoz. A pályázat sikeréhez valószínűleg hozzájárult az is, hogy az iskolai robotika szakkör keretében már a tanév elejétől elkezdtek megismerkedni a témával, és mentoruk, - aki egyben többségüknek a fizikatanára - az őszi hazai elődöntőben űrkutatással kapcsolatos kísérletével sikeresen szerepelt a Science on Stage Fesztivál (https://youtu.be/0IC2qSzOnfY) magyarországi seregszemléjén és bejutott a Science on Stage Europe Fesztivál  döntőjébe (2017.06.29-07.02).

A kutatási munka 10 hónapon keresztül tartott, és két főrészből tevődött össze. Az első időszakban a diákok megismerkedtek az űrbányászat problémakörével. Többségében angol nyelvű forrásokból gyűjtötték össze a szükséges alapismereteket, amelyből végül egy kis tanulmányt is készítettek. A kutatócsoportban résztvevő diákok az ősz folyamán két csapat keretében elindultak a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Egyesült Innovációs és Tudásközpontja (BME EIT) és a Bay Zoltán Tudomány- és Technikatörténeti Alapítvány (BZA) által meghirdetett „Fizika mindenkinek” versenyen, és az egyik csapat a döntőbe is bejutott. Űrkutatási témájuk a Lagrange pontok ismertetése, illetve hasznosítási lehetőségük bemutatása volt. A pályázathoz tartozó kutatási munka részeként a diákok ősszel részt vettek a Magyar Asztronautikai Társaság (MANT) rendezésében sorra kerülő űrfórumon, ahol Dr. Both Előd, a Magyar Űrkutatási Iroda korábbi elnöke tartott előadást az űrbányászat kérdéseiről. Tovább gazdagítva ismereteiket, februárban a csoport két tagja a BME EIT és a MANT által szervezett H-Space 2017 nemzetközi űrkutatási konferencián hallgatott meg előadásokat.

A kutatómunka másik részeként űrbányászatot szimuláló robotot épített a csoport. A pályázat adta lehetőséggel élve három LEGO Mindstroms EV 3 robotot szerzett be az iskola. Az új, valamint a már korábban meglévő iskolai robotnak a segítségével építették meg a kutatócsoport tagjai az űrbányász robotot. A diákok által tervezett robot különlegessége a csuklós megoldás, mely hasonlóan a csuklós buszokhoz a robot két részét köti össze. Az 1. képen jól látható a csuklós szerkezetet az épülő roboton. A robot ezáltal masszív, robosztus szerkezetté válik. Így a robot kis továbbfejlesztéssel alkalmas lehet a későbbi nagyobb mennyiségű nyersanyagnak a bányászhajóhoz való szállítására is. Másik innovatív ötlet a csapat részéről kerekek helyett lánctalpak alkalmazása, amely révén a kis jármű könnyebben tudta leküzdeni a kisebb égitestekre különösen jellemző, igen nehéz felszíni akadályokat (2. kép). A roboton található két darab távolságmérő szenzor, amelyekkel a pontosabb mozgást és térbeli pozícionálást lehet biztosítani. Ezek a távolságmérő szenzorok külön forgathatóak annak érdekében, hogy a tér minden irányában lehessen érzékelni a közelben lévő objektumokat. A bányászrobot először megpróbálja megközelíteni a begyűjtendő tárgyat, majd fölé helyezkedve, egy csuklós markoló fej segítségével először mintát vesz a képzeletbeli aszteroida felszínéből, majd ezt elviszi azt a bázishoz, ahol megtörténhet az elemzése. A robot mozgását 4 nagyobb motor biztosítja, melyek közvetlenül a lábaknál találhatóak meg. Ezek a motorok szinkronban működve hajtják a lánctalpakat. Sebességük igény szerint állítható. Az emelőkart két másik motor irányítja. Bár ezek mérete kisebb, de ez nem probléma, ugyanis itt nincs szükség akkora teljesítményre, mint az előbb, ráadásul a kisebb méret miatt a robotot kompaktabbra is meg lehetett építeni. A robot képes érzékelni a nappal-éjszaka változást, továbbá méri a hőmérséklet is, megfelelő szenzorok segítségével. Ezek a mérés során kapott különböző adatok a központi agyon láthatóak a mérés idejében. A gép irányítását két agy biztosítja, melyek bluetooth kapcsolattal kommunikálnak. A csoport 3 tagja egy speciális terepasztalt is készített a robot számára, biztosítva ezzel a kellően egyenetlen talajviszonyokat (3. kép). A terepasztal készítése során egy vastag kartonlapra papírgalacsinokat ragasztottak, majd ezekre papírlapokat simítottak, illetve ragasztottak, végül pedig a szürke különböző árnyalataira befestették a tetejét, hogy visszaadják az üstökösök kietlen hepehupás felszínét.

1. kép: Csukló-szerkezet az épülő roboton

 

2. kép: Kerekek helyett lánctalpakkal közlekedik a robot

 

3. kép: Készül a terepasztal

 

4. kép: Próba közben a bányarobot

A robotról készült video itt tölthető le.

A kutatócsoport 2 lányból és 3 fiúból állt, akik az iskolai robotika szakkör és fizika szakkör tagjaiból kerültek ki. Mentor tanáruk mellett tevékenységüket segítette az induláskor Czurkó Dániel a Szent István Gimnázium érettségiző diákja, s a későbbiekben alkalmanként Dr. Both Előd csillagász, a Magyar Űrkutatási Iroda korábbi igazgatója, Dr. Kovács Kálmán egyetemi docens, a BME EIT igazgatója és a BME Űrfórum vezetője, valamint Dr. Bacsárdi László egyetemi docens, a MANT főtitkára. A diákok tevékenységük nagy részét a fizika tanteremben végezték szabadidejükben. A projekt keretében végül ellátogathattunk a szentgotthárdi Opel gyárba, ahol a diákok a gyakorlatban is láthattak robotokat összehangoltan dolgozni. A kutatócsoport nagyon eredményes időszakot zárt, jelentős mértékben a pályázati támogatásnak is köszönhetően. Sikerük népszerűsítette iskolánkban a fizikát, s nekik is köszönhetően, az előzetes jelentkezések alapján, ősztől sok új taggal bővül majd a szakkörünk.

2017. június 30.  Komáromi Annamária, Boros Botond, Romoda Péter

Támogatóink:

 

magyar