Elevate Education platform van Da Vinci Satellite 2024

In 2024 is ruimtevaart meer dan ooit verweven in ons dagelijks leven, met een essentiële rol in communicatie, navigatie en dataverzameling voor toepassingen zoals weersvoorspelling en rampenpreventie. Het is daarom belangrijk dat jonge generaties inzicht krijgen in de systemen die onze wereld positief vooruithelpen. Door kinderen al op jonge leeftijd kennis te laten maken met ruimtevaart en technologie, willen we hun nieuwsgierigheid prikkelen en hen inspireren om de wereld te ontdekken en een duurzame visie op technologie te ontwikkelen. We laten kinderen zien dat een complex en 'moeilijk' onderwerp als ruimtevaart eigenlijk heel toegankelijk kan zijn. Zo leren zij op een positieve manier met uitdagingen om te gaan, wat hen later in hun opleiding en carrière ten goede komt. 

Inclusief onderwijs en gelijke kansen vormen de kern van onze missie: elk kind, ongeacht achtergrond of locatie, verdient de mogelijkheid om in aanraking te komen met ruimtevaart en technologie. Da Vinci Satelliet is daarom een non-profit project dat gratis lessen aanbiedt op scholen in Nederland en wereldwijd via ons toekomstige educatieve platform. 

Het project 

De Da Vinci Satelliet, een project van TU Delft-studenten, heeft als doel de volgende generatie te enthousiasmeren voor ruimtevaart en techniek. Dit project is begonnen als onderdeel van het lustrum van de studievereniging ‘Leonardo da Vinci’, de studievereniging van luchtvaart- & ruimtevaarttechniek aan de TU Delft, maar heeft zich ontwikkeld tot een educatief platform voor kinderen over de hele wereld. Ons platform stelt leerlingen in staat om direct betrokken te zijn bij onze satellietmissie door interactieve tools zoals de een dobbelstenenmodule en een bitflip-experiment te gebruiken- we halen de ruimte de klas in. 

Onze satelliet, ontworpen, gebouwd en ondersteund door een team van meer dan 80 studenten van de TU Delft, is een prachtig voorbeeld van wat studenten samen kunnen bereiken, zonder kant-en-klare instructies van professionals. De satelliet is echter niet het doel van onze missie, maar een middel voor het enthousiasmeren van de volgende generatie. Tijdens deze missie brengen we ruimtevaart naar de klas door middel van interactieve tools die leerlingen wereldwijd de kans geven om betrokken te zijn bij een echte ruimtevaartmissie. 

Dit project is volledig door studenten en voor onderwijsdoeleinden gemaakt, zonder commerciële doeleinden. Al het opgehaalde geld van deze crowdfunding gaat rechtstreeks naar ons educatieve programma. We willen de volgende generatie inspireren en ruimtevaart toegankelijker maken voor iedereen. 

Crowdfunding 2024 doel: Elevate Education 

Met de satelliet bijna klaar voor een beoogde lancering in 2026, richten we ons nu op een nieuw, ambitieus doel: het lanceren van ons online educatieve platform, Elevate Education van Da Vinci Satellite. van Da Vinci Satellite. Dit platform zal álle kennis van de studenten binnen DVS omvatten en al onze educatieve modules beheren: informatie voor volwassenen, kennis van studenten voor studenten, en speciaal ontwikkelde lesstof van DVS voor scholieren! 

Hoewel we niet ieder klaslokaal ter wereld persoonlijk kunnen bezoeken, willen we met dit platform kinderen wereldwijd bereiken. Via Elevate Education maken kinderen op een leuke en interactieve manier kennis met ruimtevaart en techniek – helemaal gratis. Zo kunnen kinderen en docenten de lessen zelfstandig oppakken en geven. Natuurlijk blijven wij dagelijks beschikbaar voor ondersteuning en tips! 

Dit platform dient als aanvulling op het bestaande curriculum, waarin op veel plekken nog weinig aandacht is voor technisch onderwijs. Elevate Education biedt lesmateriaal voor basisscholen, middelbare scholen en leerkrachten, zodat we wereldwijd een nieuwe generatie ruimtevaartliefhebbers kunnen inspireren. 

ESA Fly Your Satellite! 

We zijn enorm trots dat ons project is geselecteerd voor het ESA Fly Your Satellite! programma, waarmee we een stap verder gaan in onze educatieve missie.  

Fly Your Satellite! is een educatief programma van ESA dat academisch onderwijs aanvult en deel uitmaakt van het ESA Academy-programma. Met Fly Your Satellite! wil ESA studenten inspireren, betrekken en hen beter voorbereiden op een wetenschappelijke of technologische loopbaan, vooral in de ruimtevaartsector. 

Dankzij dit programma werken we nu nauw samen met experts van de European Space Agency (ESA) om onze satelliet te testen en optimaal voor te bereiden op de lancering. Onze studenten krijgen de unieke kans om praktische ervaring op te doen in een echt ruimteproject van begin tot eind. 

We hebben toegang gekregen tot de faciliteiten van ESA, in het bijzonder de CubeSat Support Facilities bij ESA ESEC in Redu, België, om onze satelliet onder realistische omstandigheden te testen en directe begeleiding te ontvangen van experts tijdens gerichte bijeenkomsten. Deze unieke kans biedt hands-on industrie-ervaring, waardoor we onze leerervaringen kunnen integreren in onze educatieve doelstellingen. 

De satelliet 

Onze technische teams hebben, met steun van diverse bedrijven en de Faculteit Lucht- en Ruimtevaarttechniek, een nieuwe satelliet ontwikkeld: een CubeSat, niet groter dan een melkpak en aangedreven door zonne-energie. Hiermee leren we niet alleen de volgende generatie, maar ook onszelf! Deze satelliet bevat twee bijzondere educatieve modules. De eerste is een dobbelspel, bedacht door kinderen zelf na de vraag wat zij graag met een satelliet zouden willen doen, en ontwikkeld door de Leidse Instrumentmakers School (LiS). Op deze manier werken we niet alleen vóór kinderen, maar mét hen, en maken we hun begrip van de ruimte tastbaar. De tweede module is de bitflip-module: een stralingsgevoelige geheugenkaart waarmee de effecten van kosmische straling op opgeslagen data zichtbaar worden, en die tieners op een visuele manier kennis laat maken met computer science en space engineering. 

Met deze CubeSat willen we kinderen wereldwijd de kans geven om ruimtevaart en technologie van dichtbij te ervaren, hun nieuwsgierigheid te stimuleren, en hen te inspireren om actief bij te dragen aan de innovaties van de toekomst. 

Crowdfunding 2021 

Dankzij uw genereuze bijdragen in 2020 hebben we een prachtig bedrag opgehaald waarmee we het satellietontwerp konden afronden en de payload-tests konden uitvoeren —daarvoor zijn wij u enorm dankbaar! Met deze nieuwe crowdfunding richten we ons specifiek op het faciliteren van onderwijs en de ontwikkeling van ons educatieve online platform. De opbrengsten van deze campagne zullen dus volledig aan deze belangrijke initiatieven worden besteed, zodat we nog meer kinderen wereldwijd kunnen inspireren en onderwijzen. 

Ons educatieve programma is ontworpen om ruimtevaart tastbaar en begrijpelijk te maken voor leerlingen van verschillende leeftijden. Hiervoor hanteren wij vijf principes: 

• Onderwijzen en inspireren 
• Toegankelijk 
• Bereikbaar 
• Onconventionele lesmethoden 
• Goede kwaliteit  

We richten ons op twee doelgroepen, waarvoor we meerdere modules per doelgroep hebben ontwikkeld: 

Basisschool

Voor het basisonderwijs hebben we twee modules ontwikkeld die de verwondering over ruimtevaart tastbaar en begrijpelijk maken voor jonge leerlingen. Het lesmateriaal omvat spelletjes en verhalende modules waarmee kinderen op een interactieve reis door het zonnestelsel gaan. 

Module 1: Space Around You 

Deze module is mede-ontwikkeld samen met kinderen, waarbij we alle lesinhoud zo hebben vormgegeven dat ruimteverschijnselen tastbaar en zichtbaar worden in hun directe omgeving. Door middel van onderzoekend leren en buitenactiviteiten ontdekken kinderen de ruimte om zich heen. Met behulp van onze dice en bitflip payload krijgen ze inzicht in ruimteverschijnselen op een manier die hun nieuwsgierigheid prikkelt. In een speels avontuur leren ze over hemellichamen zoals de maan, de zon, Mars, het ISS en andere satellieten. Zo worden complexe concepten zoals zwaartekracht op een eenvoudige manier inzichtelijk. 

Module 2: SpaceBuzz 

In samenwerking met het officiële SpaceBuzz-programma willen we jonge leerlingen inspireren en hen tot ambassadeurs van planeet Aarde maken. Door een combinatie van interactieve lessen en een Virtual Reality-ervaring – waarbij kinderen het ‘overview effect’ beleven – leren ze alles over het zonnestelsel. Deze unieke VR-reis door de ruimte biedt hen een bijzonder perspectief op onze planeet en stimuleert hen om na te denken over hun rol binnen het grotere geheel. 

Middelbare School 

Voor oudere leerlingen bieden we een diepgaand educatief programma aan, gericht op ruimtevaart en informatica, dat bestaat uit twee modules. 

Module 1: Masterclasses 

In deze module introduceren we leerlingen in een breed scala aan ruimtevaartonderwerpen, verdeeld over acht wekelijkse sessies van drie uur. De sessies bieden flexibiliteit: leerlingen kunnen het hele programma volgen of specifieke onderwerpen kiezen. De lessen zijn interactief en maken gebruik van diverse onderwijsvormen zoals debatten, serious gaming en modelleren om betrokkenheid en kritisch denken te bevorderen. Ook komen onze Dice- en Bitflip-payloads aan bod, waarbij leerlingen spelenderwijs leren over microzwaartekracht en de impact van kosmische straling.

Module 2: Informatica en Ruimtemissies ontwerpen 

Deze module biedt een praktische en interactieve manier om te leren coderen en ruimtemissies te ontwerpen. Onze educatieve Bitflip-payload speelt hierbij een belangrijke rol, waarmee leerlingen inzicht krijgen in de effecten van kosmische straling op digitale data. Dit experiment maakt het mogelijk om afbeeldingen naar de satelliet te uploaden, waarbij de bits in de afbeelding door straling worden omgewisseld (bitflips). Zo ervaren leerlingen direct hoe straling data kan verstoren en leren ze meer over foutcorrectie en informatica.  
Met ons eigen Computer Science boek als basis, maar aangevuld met innovatieve elementen, krijgen leerlingen een algemene inleiding in informatica en kunnen ze zich verder verdiepen in onderwerpen zoals ‘Bepaling van de Baanelementen’ en ‘Foutcorrectie’. In deze context ontdekken ze hoe foutcorrectie in digitale systemen werkt, geïnspireerd door de realistische storingen die optreden door kosmische straling, zoals zichtbaar gemaakt door onze Bitflip-payload.

Met deze onderwijsmodules willen we kinderen en jongeren wereldwijd inspireren om na te denken over technologie en ruimtevaart, en hen motiveren om de wereld om zich heen te verkennen. 

De Da Vinci Satelliet is een CubeSat die speciaal is ontwikkeld met educatie als hoofddoel. Met twee unieke payloads aan boord, ontworpen door onze studenten, brengt deze satelliet wetenschap direct naar de klas: 

Dice Payload

Ontwikkeld door de Leidse Instrumentmakers School (LiS), bevat dit instrument dobbelstenen die vrij zweven in microzwaartekracht. Deze payload stelt leerlingen in staat om de dobbelstenen in de ruimte te gooien. De dobbelstenen worden op hun plaats gehouden door een klemsysteem, en een foto waarop de uitkosmt van de worp samen met de Aarde als achtergrond te zien zijn, wordt terug naar de Aarde gestuurd. Dit biedt een unieke, tastbare ervaring waarin ruimte en technologie op een speelse manier samenkomen. 

Bitflip Payload

De tweede payload is een bitflip-experiment. Dit experiment stelt leerlingen in staat om een afbeelding naar de satelliet te uploaden, waar kosmische straling bits op de geheugenkaart beïnvloedt. Hierdoor verslechtert de afbeelding door bitflips in de data (waarbij nullen en enen omwisselen). Dit experiment biedt een directe manier voor leerlingen om de effecten van straling op digitale systemen te bestuderen en te begrijpen hoe ruimtevaarttechnologie werkt. 

Subsystemen 

De "on-board computer" (OBC) bestuurt de gehele satelliet en fungeert als het brein van het systeem. Speciaal ontwikkelde software zorgt ervoor dat alle hoofdladingen optimaal werken en de satelliet stabiel in een baan om de aarde blijft. 

Het Attitude Determination and Control System (ADCS) is essentieel om de oriëntatie van de satelliet te behouden en ongecontroleerd draaien te voorkomen. Dit systeem schat de houding van de satelliet met behulp van metingen van het aardmagnetisch veld, de ondervonden versnellingen en de richting van invallend zonlicht. Door sensorgegevens te combineren met reactiewielen en magnetotorquers stabiliseert de satelliet zichzelf. Daarnaast is het ADCS essentieel om de camera nauwkeurig naar de aarde te richten om foto’s van de dobbelstenen te maken. 

Voor communicatie met de aarde bevat de satelliet een transceiver om zowel signalen te ontvangen als te verzenden naar het grondstation, dat eigendom is van en wordt beheerd door de faculteit Lucht- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft. Deze infrastructuur zal worden gebruikt door het DVS-satellietoperatieteam om met de satelliet te communiceren. 

Het hele systeem draait op een energiebron van 5 volt, gereguleerd naar een constante 3,5 volt – minder dan de stroom van drie AA-batterijen! 

Onze CubeSat is een compacte satelliet, ter grootte van een melkpak, maar uitgerust met geavanceerde technologieën zoals zonnepanelen, een on-board computer, en een communicatiesysteem om data naar de aarde te sturen. Dit maakt onze satelliet een waardevol en leerzaam instrument voor leerlingen om mee te werken.