Четири "Космически предзивикателства" за девет седмици

© Space Challenges

След деветседмичен упорит труд в началото на декември кадетите на програмата "Космически предизвикателства" представиха проектите си. Пред многобройната и любопитна аудитория в Зала "243" на Софийския университет те показаха прототипи на идеите си: автономен роувър, безпилотен летателен апарат, фотобиореактор и интерактивна визуализация на сателитни данни за Земята.

Бедствието в твоя телефон

Мотивацията за създаването на Data visualisation са събитията, които се случиха през юни тази година: в рамките на няколко часа в Североизточна България се изсипаха валежи, чието количество обикновено пада в рамките на месец. Хиляди хора във варненския квартал "Аспарухово" останаха без електричество, храна и подслон. Водата по улиците стигаше близо метър. Но най-страшното е, че загинаха десет души, между които и деца. Ако обществото беше информирано своевременно и качествено за бедствието, може би последствията нямаше да бъдат толкова мащабни. След като посочи мотивите, Станислав, един от космическите кадети в програмата, разказа и накратко за уебсайта и мобилното приложение, което екипът му е направил за визуализация на сателитни данни с цел спасяване на човешки животи. В бета версия можете да го разгледате тук.

© Space Challenges

Върху базовата карта на района са наложени карти на наводнените площи, на пътната инфраструктура, на улици, сгради и забележителности. Така се събира информация от много различни източници, обработва се, обобщава се и се представя на потребителя в ясен, разбираем и естетически издържан вид. Върху интерактивната карта може да се наложат и допълнителни слоеве с информация.

Станислав и екипът му са започнали с интерпретацията на една база данни. Създали са и приложение, което показва статистика за валежите. Решили са, че трябва да предоставят и информация за времето, която да казва от: "Навън е студено, сложи си връхна дреха", до "Внимание! Започва да се наводнява, вземи мерки и използвай този маршрут за движение/евакуация". Основната цел на сайта и приложението за мобилни телефони е спасяването на човешки животи, но като се добави архитектурата с наслагванията на толкова много слоеве геопространствена информация, това прави приложението много полезно за общинските администрации, които биха могли да го ползват за планиране и оценка на риск, за застрахователни компании, за да се предпазят от измами. 

Какво предстои във възможно най-близко бъдеще? "Първо, екипът иска всичко да се отразява в реално време. Когато се случва наводнение, то веднага трябва да се появи на нашата карта. Второ, искаме да добавим повече слоеве с данни, да имаме повече 3D карти. И трето, да визуализираме и всички природни бедствия - земетресения, горски пожари и други", обобщи Станислав.

Око в небето

Екип от авиационни инженери, графични дизайнери, програмисти и двама физици са изготвили безпилотния апарат "Лястовица", който лети напълно автономно и с възможност да съдейства при природни бедствия, за наблюдение на земята от въздуха и за доста на брой комерсиални приложения.

© Space Challenges

Визията си екипът студенти нарича "Око в небето". От снимките, които дронът прави на обектите, над които прелита, се генерира детайлна 3D карта. За да може прототипът да извършва мисията си, той използва автопилотна система, разполага с множество сензори като барометри, компас, GPS, акселерометри и др. Мисията на полета се задава в рамките на едва няколко минути, а цялата информация на борда се съхранява в SD карта. Прототипът е тестван успешно в мисия за покриване на конкретна площ с размери 200 на 200 метра, като е извършвал и мисии от порядъка на 20 минути. Времето за полет може да бъде удължено значително, както и да се наблюдава много по-голяма площ с помощта на по-силен приемник и предавател.

Кислород в Космоса

Поддържането на живота на астронавтите в орбита е скъпо и рисково, защото те зависят от постоянните доставки на кислород и ресурси от Земята. А какво, ако имаме достатъчно надеждна технология за производство на кислород в космоса? Фотобиореактор – системата, създадена от студентите, има за цел да произвежда контролирано кислород от едноклетъчни водорасли, поставени във водна среда, чрез фотосинтеза.

© Space Challenges

Тя е приложима навсякъде – за изследвания под земята, под водата и най-вече в космоса. Биореакторите в момента имат голяма приложимост в индустрията - за производство на биогорива и дори за пречистване на отпадъчни води. Основната цел на космическите кадети е проектът им да се развие достатъчно, за да може да бъде тестван в условията на микрогравитация.

При успех, биореакторът може да бъде алтернативно решение като част от животоподдържащата система на борда на космически кораби.

Огромен сред малките

Космическите мисии са много скъпи. Всички роботизирани системи за изследване на близките до Земята планети са съставени от много компоненти, като дори един от тях да се развали, цялата мисия се проваля. Сателитната индустрия среща същия проблем, макар в последните години ситуацията да се промени с навлизането на нов тип малки сателити, които заместват функционалността на един голям сателит. С напредъка в електрониката и миниатюризацията на компонентите, може да се създават сателити с далеч по-малък обем и достатъчно добри показатели. Няколко на брой мини сателита, могат да постигнат значителни резултати, като дори един или повече от тях да откажат, мисията може да продължи. Тази резервираност на системата дава изключително предимство и намалява разходите по разработката.

© Space Challenges

 
Същото е решил да направи и екипът на роувъра. На мястото на един огромен и скъп роувър могат да се изпратят 50 малки и така да се даде възможност и на по-малките университети да се включат в космическите изследвания. Основната концепция на техния прототип е, че той е опростен и компактен, което го прави потенциално достъпен за голяма част от учебните центрове и институти. Роувърът би бил полезен в сферата на образованието, защото може да бъде лесно надграждан и усъвършенстван от ученици и студенти, използвайки различни сензори, необходими за отделни мисии. Така младите хора ще могат да развиват както технологичните си знания и умения, така и работата в екип и креативността си. 

© Space Challenges

"Вярвам, че образованието и труда са в основата на всеки значим успех. Надявам се да успеем да помогнем да се промени разбирането, че образованието е статично и самоцел. Важно е обучителните програми да започнат да функционират като успешни компании, а не като постоянно нуждаещи се от средства инициативи. За да настъпи подобна промяна, е редно самите програми, подготвяйки кадри, да създават реални и лесно измерими резултати, полезни за обществото", казва основателят на проекта Райчо Райчев. Той е убеден, че само на тази база образованието може да се развива, да е конкурентноспособно и интересно за новите поколения. По думите му

липсата на смислени и обосновани индикатори за успех са в основата на проблема

"Space Challenges" е успешна, защото сме насочили усилията си в създаването на приложно образование, тоест образование, което да има конкретно приложение и връзка с икономиката и средата, в която живеем. Самият факт, че все повече технологични компании се обръщат към нас с проекти за конкретно сътрудничество е доказателство за ефективността на методологията ни", казва той.