Ventspils stratosfēras zonde spēj sasniegt 30 kilometru augstumu (+VIDEO)

Ventspils Augstskolas elektronikas inženierijas studenti veiksmīgi izstrādājuši un no Ventspils lidostas palaiduši stratosfēras zondi IRBE-6, kas spēj sasniegt 30 kilometru augstumu. Šogad studentu uzdevums bija izveidot komunikācijas sistēmu, kas ļauj zondei saņemt un izpildīt komandas no Zemes bāzes stacijas, kā arī veikt metroloģiskās zondes funkciju – iegūt datus par atmosfēras apstākļiem dažādos augstumos.

Zondes izstrādei tika noteikti divi mērķi – tehniskais un zinātniskais. Šogad izvirzītais tehniskais uzdevums bija pilnveidot komunikācijas sistēmu, kas ļauj zondei saņemt un izpildīt komandas no Zemes bāzes stacijas, vienlaikus nodrošinot pastāvīgu bākas signālu radioamatieriem ik pēc trim sekundēm.

Zonde paceļas augstāk par mākoņiem un lidmašīnām tur, kur vēja ātrums pārsniedz 100 kilometrus stundā, bet temperatūra ir zem mīnus 40 grādiem. Zonde sava lidojuma laikā veic dažādus mērījumus un tajā ir iebūvēti spiediena, temperatūras, inerciālo mērījumu sensoru, elektrobarošanas sistēma un iegultās skaitļošanas sistēma. Kad balons sasniedz stratosfēru, tas pārsprāgst un derīgā krava – studentu izstrādātais projekts –, turpina mērījumus jau ceļā atpakaļ uz Zemi. Lai derīgā krava netiktu sabojāta, tā ir aprīkota ar speciālu drošības izpletni. Studenti plāno, ka zonde piezemēsies Ezeres pagastā pie Lietuvas robežas.

Daudzpusīgs projekts

“No tehnoloģiskā skatu punktu stratosfēras zondes izstrāde ir ļoti daudzpusīgs projekts. Piemēram, studentiem ir jāizveido navigācijas sistēma, kas nosaka GPS koordinātes, lai pēc zondes palaišanas varētu sekot līdzi tās lidojuma trajektorijai. Navigācija viena pati bez sakaru sistēmas ir bezjēdzīga, jo iegūtās koordinātas ir jānosūta studentu komandai, tādēļ ir nepieciešams izveidot arī sakaru sistēmu, kurai jāspēj nodrošināt sakarus pat vairāku simtu kilometru attālumā, kā arī jānodrošina sakari, kad zonde jau ir piezemējusies. Lai šo funkcionalitāti nodrošinātu, studenti primāri ir izveidojuši līdzīgu sakaru sistēmu, kādu izmanto Zemes mākslīgajiem pavadoņiem. Tā zondes misijas palaišanas laikā var izmantot satelītkomunikācijām paredzētās bāzes stacijas. Savukārt, kad zonde ir piezemējusies, no nevienas bāzes stacijas tā vairs nav redzama un sasniedzama. Attiecīgi šādā brīdi sakarus nodrošina, izmantojot mobilo sakaru tīklu,” skaidro Ventspils Augstskolas bakalaura studiju programmas Elektronikas inženierija direktors Jānis Šate.

Rezultāts atkarīgs no priekšdarbu kvalitātes

Šādā projektā studenti attīsta ne tikai elektronikas inženierijas prasmes, bet arī to, kā norit darbs komandā, projekta plānošana un īstenošanai. Tāpat ir jārisina arī juridiskie jautājumi, jo balons paceļas gaisa telpā un šādas darbības ir jāsaskaņo. J. Šate neslēpj, ka mūsdienu jaunieši ir steidzīgi un bieži vien problēmas tiek risinātās ar pieeju “eksperimentēsim, kamēr sanāk”. Taču ar stratosfēras zondi tā nevar – tikko izlaid zondi no rokām, balons to strauji paceļ gaisā un tālākā norise ir atkarīga no tā, cik labi ir izdarīti visi priekšdarbi.

“Tas studentiem māca plānot un izvērtēt riskus, kas papildu tehniskajām prasmēm ir ļoti būtiski, radot jaunas tehnoloģijas. Ja projektā būs kļūdas, tad šis arī būs brīdis, kad zonde tiek redzēta pēdējo reizi. Neviens nezinās, kur tā aizlidojusi un piezemējusies, un mēnešiem ieguldītais darbs tiešā nozīmē būs vējā,” viņš teic.

Stratosfēras zondes IRBE-6 izstrādes komandā šogad bija seši studenti – Rodrigo Laurinovičs, Mārtiņš Leimants, Artūrs Markuss Tīģeris, Sandis Kaģis, Marta Anete Vinniņa un Aksels Ķirsons.

Jau sestā stratosfēras zonde

IRBE-6 ir jau sestā stratosfēras zonde, ko ir izstrādājuši studenti un citi interesenti, kuriem ir aizraušanās veidot elektronikas risinājumus.

Piemēram, 2022. gadā stratosfēras zondes IRBE-5 tehniskais mērķis bija nodrošināt divvirzienu komunikāciju un modernizēt iepriekšējo sakaru apakšsistēmu, ļaujot zondei nosūtīt komandas no Zemes bāzes stacijas – Ventspils Augstskolas amatieru radiostacijas. Savukārt zinātniskais eksperiments bija veikt ultravioletā starojuma mērījumus, lai novērtētu ozona molekulu blīvumu atmosfērā atkarībā no augstuma.

Savukārt 2017. gadā Ventspils Augstskolas elektronikas inženierzinātņu studenti izstrādāja projektu IRBE-3. Jaunieši izveidoja jaunu, funkcionāli uzlabotu derīgās kravas kapsulas prototipu ar plānu, kur tas attiecībā pret saviem priekštečiem palielināja siltumnoturību kapsulas iekšienē. Derīgās kravas meklēšanai pēc tās piezemēšanās tika izmantotas pašu izgatavotas 434 MHz diapazona “Yagi-Uda” antenas, kas nodrošināja augstu virziena darbību.