Otaniemen lukio: CanSat: Otis-1

Projektinamme oli rakentaa CanSat, joka on tölkin kokoinen satelliitti. Se laukaistiin raketilla noin kilometrin korkeuteen! Meidän satelliittimme tehtävä oli toimia radiolinkkinä kahden maatukiaseman välillä. Lisäksi mittasimme painetta sekä lämpötilaa, ja satelliitissamme oli GPS-paikannus.

Oppilaat Otaniemen Lukion LuMa-linjalta valmiina lähetykseen.

Projektia alettiin miettimään jo viime elokuussa. Ensimmäisenä kasattiin joukkue ja lähdettiin kokoamaan ideoita siitä, mitä voisimme tutkia. Tieteellisen tutkimuskohteen keksiminen on tärkeää kilpailussa menestymisen kannalta. 

Kun olimme keksineet tehtävän, alkoi tutkimusvaihe. Miten kaikki tämä käytännössä tulee toimimaan? Keräsimme kasaan alustavan lista osista, jotta saisimme pohjaa budjetille. Hintaa tuli sen verran paljon, että päätimme hankkia koulun ulkopuolisen sponsorin. 

Tämän jälkeen siirryimme varsinaiseen suunnittelu- ja rakennusvaiheeseen. Tölkki suunniteltiin CAD-ohjelmalla tietokoneella, ja se 3D-tulostettiin. Myös sähkökaavio suunniteltiin tietokoneella, ja alunperin ideana olikin oman piirilevyn tekeminen. Emme kuitenkaan ehtineet tilata sitä, mutta aikatauluongelmista lisää vähän myöhemmin. Lopulta satelliitin elektroniikka koostui useasta erillisestä breakout-levystä, jotka juotettiin johdoilla yhteen. Viime vuonna päädyimme samaan ratkaisuun, johon emme olleet tyytyväisiä. 

Satelliitin aivoina toimi Raspberry Pi Pico. Siinä pyöri koodi, jonka tarkoitus oli vastaanottaa ja välittää viestejä kahdelta maatukiasemalta. Koodi toimi testausvaiheessa moitteetta, ja pystyimme lähettämään viestejä satelliitin kautta molempiin suuntiin. Lisäksi koodi tallensi flash-muistiin lokeja ilmanpaineesta, lämpötilasta, GPS-sijainnista sekä sateliitin kautta kulkeneista viesteistä. 

Varsinainen laukaisu meni täydellisesti. Pilviä ei ollut lähimaillakaan ja tuuli oli käytännössä olematon. Viime vuonna oli täysin vastakkaiset olosuhteet: tuuli niin paljon että ensimmäinen laukaisupäivä piti perua kokonaan ja toisena päivänä menetimme näköyhteyden satelliittiimme jo ennen raketista irtoamista. Emme koskaan löytäneet satelliittiamme sinä vuonna, ja se todennäköisesti lannoittaa peltoja jossain Söderfjärdenin nurkassa edelleen. Tänä vuonna pystyimme seuraamaan sateliittiamme läpi koko lennon. Se laskeutui parinsadan metrin etäisyydelle laukaisupisteestä. Vaikka pelto oli upottavan mutainen, satelliitin hakemisessa kului n. puoli tuntia. Viime vuonna etsimme sitä yli kuusi tuntia, tuloksetta.

Oppimisympäristö vaihtui luokkahuoneesta peltoon. 

Suurin haaste oli ehdottomasti aikataulu. Kolme joukkueemme kuudesta jäsenestä osallistui VEX V5-robotiikkakilpailuun. Tammikuu ja helmikuu kuluivat kokonaan sen parissa. Panostus oli kova, joka näkyy myös tuloksissa: Pääsimme kansallisen kilpailun finaaliotteluun. VEX kuitenkin söi paljon odotettua enemmän aikaa, joka ehdottomasti paistoi läpi tämän projektin onnistumiseen. VEX tuntui myös syövän osan joukkueemme motivaatiosta, koska projekti oli jälkeenpäin katsoen todella raskas. 

Satelliittiin liittyi myös lukemattomia pienempiä haasteita, mutta melkein kaikesta selvittiin. Kuitenkin jatkuva ongelma oli, luonnollisesti, tilanpuute tölkissä. Kokoamisprosessi ei ollut helppo ja voimaa piti käyttää suhteessa paljon. Tämän vuoksi useampi juotos joutui koville ja petti kriittisellä hetkellä. Lopulta emme saaneet kerättyä melkein ollenkaan dataa, koska ensiarvoisen tärkeä juotos oli pettänyt: Maadoitus akun ja kirjaimellisesti jokaisen komponentin välillä. Toisin sanoen satelliitti lensi kokonaan ilman sähköä. 

Koska aikataulusta johtuen piirilevy ei ehtinyt saapua, jouduimme improvisoimaan kaiken elektroniikan saatavilla olevista osista. Muutama oli viime vuodelta yli jäänyt, osa löytyi koulumme fablabista ja jotkut ehdimme vielä tilaamaan.                         

Kuukauden aikabudjettiin nähden onnistuimme hyvin. Teoriassa kaikki toimi kun juotokset pitivät: Jokaisesta sensorista saatiin järkevää dataa testauksen aikana. Antenniyhteys kantoi Otaniemestä Munkkiniemeen vaivatta. Maa-asemat toimivat täydellisesti. Tölkki toimi mekaanisesti ja täytti kaikki sille asetetut tarkat säännökset. Kaikki siis toimi, ei vain enää oikealla hetkellä. 

Projekti oli raskas mutta erittäin palkitseva. Opimme erittäin paljon oikeista haasteista joita tällaisen projektin aikana vääjäämättä tulee. Tapahtuman aikana pääsimme myös tutustumaan uusiin samanhenkisiin ihmisiin ja verkostoitumaan. Joukkuehenkemme oli vaihteleva, mutta pääosin positiivinen. VEX oli selvästi väsyttänyt neljä kuudesta jäsenestämme. Vaikka projekti vei voimat eikä lopputulos vastannut odotuksia, siitä jäi käteen jotain tärkeämpää kuin onnistuminen: hauskuus ja hyvät muistot. 

Otaniemen Lukion LuMa-linjalta:
Aki Haikonen
Faru Yusupov
Valto Laitinen
Toivo Kallio
Max Bergström
Alvar Wallasvaara

Kuvat: Otaniemen lukio