De lancering van de Da Vinci Satelliet

Ruimtevaart is tegenwoordig een integraal onderdeel van ons dagelijks leven en het is van sociaal belang dat mensen begrijpen hoe de systemen die zij gebruiken precies werken. Door vanaf jonge leeftijd bekend te raken met de ruimte kunnen kinderen geïnspireerd raken en gemotiveerd worden om de wereld om zich heen te gaan ontdekken; met name met betrekking tot technologie en duurzaamheid.

Het project

Ter ere van het 15e lustrum van de studievereniging ‘Leonardo da Vinci’  is het ambitieuze project om een cubesat te lanceren leven in geblazen. Ons doel: Het inspireren en enthousiasmeren van Nederlandse jeugd voor technologie en ruimtevaart, met als doel het benadrukken van het belang van ruimtevaart op onze samenleving. Om dit te bereiken zijn wij, een multidisciplinaire groep van meer dan 55 TU Delft studenten, een cubesat met een aansluitend onderwijsprogramma aan het ontwikkelen. Echter, wij moeten nog de grootste en laatste financiële obstakel overwinnen: het lanceren van de satelliet.

Crowdfunding doel: de lancering

Om de satelliet in de ruimte te krijgen, moet deze natuurlijk met een raket vervoerd worden. Voor een een kleine satelliet zoals die van ons, een CubeSat, ga je samen met andere satellieten tegelijk mee. Dit wordt in de ruimtevaartwereld ook wel  een 'piggy back ride'  genoemd. Zoals je je wellicht kan voorstellen, is een lancering niet goedkoop. Na het onderhandelen met meerdere 'launch providers', hebben we een goede deal kunnen bemachtigen waarbij we de meeste garantie hebben dat het goed en veilig wordt uitgevoerd. Zelf hebben we via verschillende bedrijven en fondsen een groot deel van het lanceerbedrag kunnen dekken, maar er is nog een klein financieel gat over. Dit gat kunnen we met jullie hulp vullen!

De satelliet

Ons technisch team heeft samen met verschillende bedrijven een gloednieuwe cubesat ontwikkeld. De met zonne-energie aangedreven satelliet zal twee ladingen aan boord hebben: een dobbelspel, ontwikkeld door de Leidse instrumentmakersschool (LiS) en een bit flip module: een geheugenkaart waarop de opgeslagen data kan worden aangepast door kosmische straling. Deze ladingen zullen als hoeksteen voor de aansluitende onderwijsmodules fungeren.

Onderwijsmodules

We hebben twee onderwijsmodules ontwikkeld die aansluiten op de twee ladingen. Een daarvan zal voor de basisschool zijn en een voor het vak informatica op de middelbare school. De module voor het basis onderwijs zal de kinderen algemene kennis over de ruimte leren. Hiervoor is een verhalend spel geprogrammeerd dat ook als huiswerk opgegeven kan worden of buiten het curriculum om gespeeld kan worden. De module voor de middelbare school zal gericht zijn op het vak informatica en zal twee tracks hebben: track 1 legt de nadruk op orbitale mechanica en straling en track 2 gaat volledig in op error detectie.

Met uw donatie kunnen we dit project realiseren en een toekomstige generatie inspireren!

Voor meer informatie kunt u terecht op onze website: www.davincisatellite.nl

 Het hoofddoel van onze satelliet is om iets terug te geven aan de maatschappij, we kozen er dan ook voor om met onze satelliet 2 educatieve hoofdladingen (payloads) mee te sturen. Deze hoofdladingen, een voor het middelbaar- en een voor het basis onderwijs, zijn bedoeld om de ruimte naar de klas te halen. Kinderen en jongeren zullen aan de hand van deze satelliet het mysterie 'de ruimte' kunnen ontdekken en onderzoeken; zo zullen we kinderen te passioneren voor de ruimte en kunnen jongeren met de Da Vinci satelliet hun interesse in de ruimte verder uitdiepen.

Basisschool

Bij de ontwikkeling van de basisschool module hebben we aan de kinderen zelf gevraagd wat zij in de ruimte zouden willen doen, het antwoord: een spel spelen. Daarom hebben we samen met de Leidse instrumentenmakersschool een dobbelstenen module ontwikkeld. Hiermee kunnen kinderen dobbelen in de ruimte! Samen met een interactief spel waarop de scholieren op missie gaan om te leren over de maan, de zon, Mars, het ISS en andere satellieten kunnen de kinderen zich volledig onderdompelen in wat er zich allemaal boven ons hoofd afspeelt.

Middelbare school

De module voor de middelbare school richt zich op het vak informatica. Hiervoor gaat er een “bit-flip” payload mee waarbij we computerbestanden (bijvoorbeeld plaatjes) kunnen blootstellen aan de grote hoeveelheid kosmische straling die zich ter hoogte van de cubesat bevindt. Deze straling kan invloed op de elektrische circuits van de geheugenkaart uitoefenen waardoor de eentjes en nulletjes waarmee een bestand is opgeslagen om wisselen (een 1 wordt een 0, of andersom). Aan de hand van deze module kan je binnen de informatica kiezen tussen 2 tracks. Track 1 legt de nadruk op orbitale mechanica en straling. De scholier leert in deze track te berekenen hoe lang er contact kan zijn met de satelliet vanaf de aarde, hoeveel data er uitgewisseld kan worden en welke verschillende krachten op de satelliet werken. Uiteindelijk kan de scholier met het plaatje op de satelliet kijken of er een effect is van de baan op het aantal bit-flips is geweest. Track 2 gaat volledig in op error detectie. Wanneer scholieren kiezen voor deze track leren ze hoe bit-flips een foutmelding kunnen veroorzaken en hoe ze die foutmeldingen kunnen oplossen of voorkomen.

Deze twee modules zorgen ervoor dat we de ruimte wat meer aan bod kunnen brengen in onze scholen en dat kinderen en jongeren met een interesse voor de ruimte zich kunnen verdiepen in dit fascinerende onderwerp.

De satelliet die de ruimte ingestuurd zal worden draagt twee hoofdladingen voor de onderwijsmodules en bestaat uit verschillende onderdelen die zichtbaar zijn in de afbeelding hieronder. Het geheel zal net zo groot zijn als een melkpak!

Hoofdladingen (payloads)

De hoofdlading voor de basisschool module is het dobbelspel, ontworpen door de Leidse instrumentenmakersschool (LiS). Zijn dobbelstenen bevinden zich in een transparant omhulsel waarin zij vrij kunnen bewegen door microzwaartekracht. Om de waarde van de worp te bepalen wordt een wand van het omhulsel naar binnen gedrukt waardoor het volume van het omhulsel kleiner wordt en de dobbelstenen tussen twee wanden op hun plaats worden gedrukt, vervolgens wordt een foto gemaakt en wordt deze terug naar de Aarde gestuurd. Hierop zien de kinderen de dobbelstenen met de Aarde op de achtergrond.

De tweede hoofdlading kan een afbeelding ‘bit flippen’ en legt op deze manier uit wat voor effect kosmische straling op een digitaal opgeslagen afbeelding of bestand heeft. Je kan een afbeelding naar de satelliet sturen die daar vervolgens opgeslagen wordt. Door kosmische straling, waarvan er meer in de ruimte is in vergelijking tot de Aarde, kunnen de bits ( de nullen en enen) waarmee een afbeelding wordt opgeslagen omgewisseld worden: het flippen. Deze informatie kan door leerlingen gebruikt worden om over het effect van straling op materie, de wiskundige representatie van waarschijnlijkheid in de natuurkunde en het gebruik van bits in computer programma’s te leren.

Om het functioneren van de hoofdladingen, communicatie met de aarde en een stabiele baan te waarborgen, heeft de satelliet natuurlijk meer onderdelen nodig dan alleen de hoofdlading.

Subsystemen

Het onderdeel dat de hele satelliet bestuurt is de on board computer, afgekort de OBC. Deze computer is voor de satelliet vergelijkbaar met het brein voor een mens. Software is speciaal voor deze computer geschreven zodat alle hoofdladingen functioneren en de satelliet in een stabiele baan om de aarde draait.

De ‘attitude determination and control system’ (directe vertaling: richting bepaling en controle system) is het stukje hardware dat voor de orientatie van de satelliet zorgt. Dit voorkomt dat de satelliet niet heel hard gaat draaien bijvoorbeeld. Het kan het aardmagnetisch veld, het traagheidsmoment van de satelliet en het ontvangen zonlicht meten. Met de informatie uit deze sensoren, drie vliegwielen en drie elektromagneten aan boord kan de satelliet zichzelf stabiliseren.

Om met de aarde te communiceren is de satelliet uitgerust met een transreciever: een apparaat dat signalen zowel kan ontvangen als versturen.

Het hele systeem wordt aangedreven door een stroombron van 5 volt die gereguleerd is om een constante 3.5 volt te geven, dat is minder vermogen dan 3 AA baterijen!