CanSat Wettbewerb 2015: Sonderpreis für die "beste technische Umsetzung"

"Forschen mit der Würstchenbüchse" -  Medienecho zu unserem Team und dem CanSat Wettbewerb

Im Weser Kurier gab es gestern einen großen Beitrag über unser Team im Lokalteil. Außerdem einen Videobeitrag in der Online-Ausgabe.

Radio Bremen mit einem Beitrag "Weltraumforschung en miniature - Mit dem Ü-Wagen beim Satelliten-Wettbewerb" Dazu ein Interview, ein Bericht vom ersten Raketenstart und ein Abschlussbericht vom Nachmittag des Starttages.

Der NDR stellt den Wettbewerb mit einer Foto-Reihe vor.

SAT1 berichtete gestern in "SAT1 Regional" direkt vom Raketenstart am Flughafen Rotenburg (Wümme).

Die Kreiszeitung berichtete ebenfalls gestern.

Im Bericht der Bild-Zeitung sieht man das Team unserer netten Namens-Vettern vom Gymnasium Vegesack (die sich unabhängig von uns für den selben Team-Namen - "Yes we Can!" entschieden hatten).

CanSat Wettbewerb 2015: Der große Tag

Heute war es so weit. Monate voller Arbeit, Wochen der Vorbereitung, die letzten Tage des Feinschliffs für diesen einen Tag. Heute musste sich unser selbstgebauter Satellit bewähren. Zusammen mit dem Team vom Gymnasium Vegesack waren wir für den fünften und letzten Raketenstart ausgelost worden. Unsere letzten Vorbereitungen waren schon einige Stunden vorher abgeschlossen, als uns die Nachricht erreichte, dass die zweite Rakete auf einer Straße aufgeschlagen ist und dabei zerstört wurde. Die erste Rakete war aber gleich schon beim ersten Start in einem großen Maisfeld verloren gegangen 

Die Raketen befördern jeweils zwei CanSats in die Luft und sind deshalb für die Durchführung des Wettbewerbs unerlässlich. Unser Satellit, sowie der vom Gymnasium Vegesack, hätte somit nicht mehr getestet werden können. Es wurden schon Ersatzplanungen gemacht - am Freitag hätten die beiden CanSats mit einem Gyrokopter in eine Höhe von einem Kilometer gebracht werden können. Aber für den Wettbewerb und für die Bewertung durch die Jury wäre das natürlich zu spät gewesen. Riesengroß war die Erleichterung als plötzlich die Nachricht die Runde machte, dass die beim ersten Start verschollene Rakete doch noch gefunden werden konnte.

Unser eigentlicher Start verlief gut. Unser CanSat hat funktioniert und die Messwerte zu unserer Bodenstation gefunkt. Auch konnte er nach der Landung zügig und unversehrt geborgen werden.

Ganz besonders schön war der Austausch und die kooperative Zusammenarbeit zwischen den Teams. Jeder half jedem so gut er konnte. Zum Team Yes we Can! vom Gymnasium Vegesack haben uns regelmäßig ausgetauscht: Nicht nur, dass sich unsere beiden Teams den gleichen Team-Namen ausgesucht haben und beide aus Bremen kommen, wir sind durch Auslosung auch in der gleichen Rakete gestartet und hatten beide (letztlich vergeblich) versucht noch auf den letzten Drücker das Speichern der Missions-Daten direkt im Satelliten auf einer SD-Karte zu realisieren. Ganz besonders herzlich möchten wir uns bei dem Team URSinvestigators aus Köln sowie beim "Team Science!" aus Stadthagen in der Nähe von Hannover bedanken: Beide Teams haben bei unserem Start mit ihren Antennen unsere Daten mit empfangen. Und das war auch gut so: Unsere eigene Antenne stellte sich nämlich auf die große Entfernung beim echten Raketenstart als nicht so leistungsfähig heraus. Dank der Hilfe aus den beiden anderen Teams haben wir aber gut Daten empfangen können.

CanSat Wettbewerb 2015: Der Weserkurier berichtet vom letzten Tag vor dem Start

Seit dem Montag Nachmittag läuft die sogenannte "Start-Kampagne" des Wettbewerbs: Letzte Vorbereitungen, Präsentation der Teams, Durchführung der eigentlichen MIssion (die selbstgebauten Satelliten der zehn teilnehmenden Teams aus ganz Deutschland werden von kleinen Raketen auf einer Höhe von gut einem Kilometer ausgesetzt und sollen auf dem Sinkflug Daten sammeln und zur Erde funken), dann Auswertung und Präsentation der Ergebnisse und schließlich (am Freitag) die SIegerehrung.

Das Team yesωeCan vom Alexander-von-Humboldt Gymnasium, bestehend aus vier Schülern des Abiturjahrgangs, arbeitet seit dem März 2015 intensiv an der Planung und Umsetzung ihres Projektes. Zusammen mit den anderen Wettbewerbs-Teams sind sie nun mit den allerletzten Vorbereitungen und Tests beschäftigt. Viel Schlaf bekommen die Teilnehmer in dieser Zeit nicht mehr. Oft wird tatsächlich bis spät in die Nacht, wenn nicht bis in den Morgen hinein gebastelt, verbessert, entwickelt.

Gestern waren die Teams zu Gast im Technischen Berufsbildungszentrum (TBZ). Dort gibt es geeignete Räumlichkeiten und Austattung um auch solch einer großen Gruppe die Arbeit an ihren Satelliten zu ermöglichen. Erst um 21:00 Uhr war Schluss. Danach wurde zu Hause weiter gearbeitet. 

In der Ausgabe von heute (7. Oktober) berichtet der Weser Kurier von unserm Team. In der Online-Ausgabe ist sogar ein Filmbeitrag über unser Team und den Wettbewerb zu sehen.

Einen direkten Link zum Video gibt es hier.

CanSat Wettbewerb 2015: Eine Woche noch bis zum Start der Raketen

Seit unserem letzten Bericht haben wir alles Wichtige fertiggestellt und sind bereit für den Start.

Ein kleiner Rückblick: Wir hatten die Grundstruktur des Satelliten festgelegt. Zu diesem Zeitpunkt waren schon zwei Drucksensoren, drei Temperatursensoren, ein Lichtsensor, ein Beschleunigungssensor, einen Summer alle passiven Bauelemente (Kondensatoren und elektrischen Widerstände) eingebaut und verlötet, sowie die selbstgebaute Antenne erstellt worden. Möglichste mehrere Sensoren sollten verwendet werden, um genauere Messungen zu gewährleisten und fehlerhafte Messungen ausschließen zu können.

In der Zwischenzeit haben wir noch einen Staubsensor, einen GPS-Sensor und einen Akku, und einen Ein/Aus Schalter eingebaut, und dem ganzen Satelliten ein Gehäuse gefertigt. Hinzu kommt der Fallschirm und zwei Programme, einmal eines im Satelliten zum Auslesen der Daten, und eines für die Bodenstation zur Verarbeitung und Visualisierung der gemessen Daten und Werte.

Der Bau eines Fallschirms schien uns zunächst nicht allzu schwierig zu sein.

Unser Betreuer Herr Meyer, nicht nur Informatik- sondern auch Physiklehrer bot sogar an, verschiedene Modelle von Fallschirmen im Physik-Unterricht zu testen. Dazu ließen wir verschieden geformte Plastiktüten-Fallschirme mit entsprechenden Gewichten vom Schuldach fallen, maßen Dauer des Falls, und beobachteten die Flugstabilität. Am Ende entschieden wir uns für ein halbkugelförmiges Modell. Unser erster Fallschirm erwies sich leider als nicht stabil genug. Die per Hand vernähten Bänder würden niemals die beim Fall aus 1,5km Höhe erwarteten Kräfte von 1000N aushalten. Also bauten wir eine kompaktere Version, diesmal professioneller und mit einer Nähmaschine. Diese testeten wir ebenfalls vom Schuldach aus.

Mit dem GPS-Sensor hatten wir in den ersten Anläufen ebenfalls keinen Erfolg, haben aber mit der Zeit es geschafft, erfolgreich die richtigen Werte zu empfangen. So bauten wir ihn zunächst innerhalb des Satelliten ein, was nicht klappte, da seine Antenne nur sehr schwach ist und direkten Sichtkontakt zum Himmel benötigt. So befestigten wir ihn schließlich am oberen Deckel der Dose.

Zudem gab es Schwierigkeiten mit dem Auslesen der vom GPS Modul gesendeten Informationen. Dies erfolgt über eine serielle Schnittstelle. Wir mussten uns zunächst in die Funktion und Programmierung serieller Schnittstellen, sowie die Ver- und Bearbeitung von Strings (Zeichenketten) einarbeiten. Die Schwierigkeit davon hatten wir unterschätzt.

Die Messung der Feinstaubbelastung war unser sekundäres Ziel, konnte aber leider nicht wie geplant erreicht werden. Der Messvorgang unseres benutzten Sensors erfordert mehr Rechenleistung als der Atmega2560 Microcontroller aufbringen kann. Die LED im Sensor muss mit einer bestimmten Frequenz pulsieren und die Messung mindestens alle 10 Millisekunden erfolgen. Die große Menge an gewonnenen Daten müsste intern abgespeichert werden, da der Transceiver nicht in dieser Geschwindigkeit an die Bodenstation senden kann. Zur Realisierung der Pulsfrequenz hätten wir zwar einen externen Oszillator bauen können, hierzu fehlte uns allerdings die Zeit. So liefert unser Sensor mit falscher Frequenz und nur wenigen Messungen pro Sekunde lediglich unpassende Werte und wir konnten unser Ziel nicht erreichen.

Trotzdem ist das finale Programm des CanSats nun fertig. Es liest nacheinander die Werte aller Sensoren aus und sendet diese an die Bodenstation. Darüber hinaus testet es fortwährend, ob der Raketenstart stattgefunden hat (starke Veränderung der Beschleunigungswerte) und wann der Satellit wieder den Boden erreicht hat (Luftdruckwerte sind wieder annähernd wie zur Ausgangssituation). Denn dann soll ein akustisches Piepsignal zur Erleichterung der Bergung der Dose ertönen.

Mithilfe des Programms zum Auslesen konnten wir nun auch alle Sensoren testen. Beispielsweise testen wir die Temperatursensoren mithilfe eines Föhns, den wir auf unsere und, zum Vergleich, auf andere Thermometer ausrichteten. So überprüften wir die Genauigkeit unserer Sensoren.

Unsere neuste Errungenschaft ist schließlich die Fertigstellung des Gehäuses für den CanSat. Aufgrund von mangelnder Stabilität verwarfen wir unsere ursprüngliche Idee, eine Bierdose zu verwenden, und zogen dafür eine Würstchenkonservenbüchse in Betracht. Diese besitzt eine wesentlich dickere Metallwandung, ist immer noch gut zu bearbeiten, dafür aber stabiler.

Mithilfe einer Dremel schnitten wir unser Gehäuse in Form und gaben ihm einen neuen (weißen) Anstrich. Zum Schluss wurde noch unser Logo mittels Decal Folie auf die Dose übertragen.

Die Zusammenarbeit nach den Ferien hat uns viel Kraft und Nerven gekostet. Am Anfang des sehr kurzen Schuljahres war die Arbeit am Satelliten noch entspannt, doch das kurze erste Halbjahr in unserem letzten Schuljahr wurde schnell stressig, auch ohne den Satelliten. Wir sind bestimmt nicht das einzige Team, welches im Endspurt des CanSat Wettbewerb mit dem Schulstress fertig werden muss, doch ist das nur ein schwacher Trost. So mussten wir schon sehr früh uns auf Klausuren, Hausaufgaben und Referate vorbereiten und diese mit CanSat und unseren privaten Verpflichtungen vereinbaren. Zum Glück hat uns unser Betreuer und Lehrer Herr Meyer sehr geholfen, indem er einen Teil der Arbeit als Klausuren-Ersatz für den Informatik-Kurs ansah und einigen von uns dadurch die Klausur ersparte.

Zu allem Unglück jedoch funktionierte unser Satellit plötzlich nicht mehr, und das ohne einen offensichtlichen Grund, gerade in der Endphase unserer Arbeit. Es dauerte etwa eine Woche und einen Besuch beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt bis wir feststellen konnten, dass unser Transceiver (im CanSat) die Ursache war der Fehlfunktion war, er war defekt und übermittelte keine Daten mehr. Glücklicherweise konnten wir ihn dann durch einen neuen ersetzen.

Soweit funktioniert jetzt also alles. Wir können nur noch auf den Start warten und das Beste für unseren Satelliten hoffen.

CanSat Wettbewerb 2015: Fortschritte während der Sommerferien

Hier ein kleiner Zwischenbericht zur aktuellen Lage und den Fortschritten, die wir im Rahmen unserer Zusammenarbeit während des CanSat-Projektes erzielt haben. 

Nachdem wir nach wochenlanger Einarbeitungszeit und der Organisation des Projektes endlich bereit für dessen Umsetzung waren, kam uns die Klausurenphase unmittelbar vor den Sommerferien entgegen. Es war wirklich anstrengend unsere Kräfte zusätzlich für den Bau eines Satelliten aufzubringen. So waren wir zu Beginn wirklich motiviert, als wir erfahren haben, dass wir eines der zehn Teams sind, die für dieses bundesweite Projekt zugelassen worden sind, doch erst dann realisierten wir, was da eigentlich an Arbeit auf uns zu käme. Anfangs beschäftigten wir uns noch mit simplen Aufgaben, wie der Planung und Verteilung der Aufgaben, dem Anwerben von Sponsoren und den Berechnungen für den Fallschirm und warteten auf die Lieferung der elektronischen Bauteile sowie Werkzeug für den Bau des CanSat. Erst als diese Komponenten endlich ankamen, konnten wir erst richtig mit der praktischen Arbeit anfangen.  Zuerst begannen wir mit der Suche eine Lösung für die platzsparende Verteilung der Komponenten unseres Cansats zu finden, welches sich als schwieriger als vorerst angenommen herausstellte, zudem waren gerade die Sommerferien angefangen. Mit dem Beginn der Sommerferien wurde es zunehmend schwerer weiter als Gruppe am Projekt zusammen zu arbeiten, da einzelne Mitglieder zeitversetzt im Urlaub waren. Trotzdem haben wir mit viel Ehrgeiz Resultate erbringen können. So haben wir die Grundstruktur, also die Anordnung innerhalb des Satelliten, die, der meisten der Sensoren, wie zwei Druck- und drei Temperatursensoren, den Lichtsensor und alle passiven Bauelemente wie Widerstände, einen 95db Summer und sechs 100nF Kondensatoren verbaut. Da die Anordnung der Komponenten nicht entgegen der Funktionsweise willkürlich festgelegt werden kann, mussten wir im Vorfeld sorgfältig planen wie diese Verteilung eigentlich aussieht. Des Weiteren haben wir eine Antenne aus Baumarktartikeln gebaut und erfolgreich getestet, sie funktioniert ganz hervorragend. Dennoch verlief unsere Arbeit nicht reibungslos,  so mussten wir uns mit einigen Problemen auseinander setzen. Beispielsweise bauten wir den GPS-Sensor anfangs mitten in den Satelliten ein und stellten hinterher fest, dass dieser direkten Sichtkontakt zum Himmel benötigt, weswegen wir den CanSat vollständig demontieren, das Modul an der Deckeloberfläche befestigen und das gesamte Innenleben neu konstruieren mussten. Auch mit unserem Feinsstaubsensor gab es ein großes Problem, da wir diesen mit einem falschen Mikro-Stecker bestellt haben. Wir bestellten mehrere Mikro-Stecker und hofften vergeblich, dass einer passt. Folglich suchten wir in Elektronikgeschäften nach einer passenden Steckverbindung mit diesem speziellen Zollwert, der ca. 1,81 mm entspricht. International gesehen gibt es eine Norm für diese Stecker, sie beträgt 1,5mm bzw. 2mm... Leider blieb es uns verwehrt die Nadel im Heuhaufen zu finden, so mussten wir schließlich die riskante Entscheidung treffen und die sensiblen sehr eng aneinanderliegenden Kontakte eigenhändig löten. Dieser Rückschlag hat uns viel Kraft, Mühe und Zeit gekostet, weshalb wir noch ein gutes Stück Arbeit vor uns hatten, bis wir damit endlich fertig waren.

Trotz all dem sind wir zuversichtlich und müssen sagen, dass, obwohl noch einiges zu tun ist, wir wirklich viel dazugelernt haben. So haben wir beispielsweise die Grundmechaniken der Elektronik, das Berechnen der Spannweite eines Fallschirms und das Löten sowie Entlöten der Einzelteile kennen und lieben gelernt.

Vor allem, das dem Ziel entgegen fokussierte Arbeiten und das gemeinsame Lernen auf einem für einigen von uns völlig neuem Terrain hat aus diesem Projekt etwas besonderes gemacht, an dem wir gemeinsam gewachsen sind.

Hier noch einige Bilder, die unsere Fortschritte visuell protokollieren:

Ali Bitter & Mario Fischer

CanSat Wettbewerb 2015: Vorstellung des Teams

Seit jeher blickt der Mensch in den Himmel und fragt sich, ob er jemals erfahren werde was sich in dieser endlosen Weite verbirgt.
Wir haben jetzt die Gelegenheit dazu, das ist unser Jahr! ;)

Wir, Adil Ahmed, Ali Bitter, Hamid Samadian, Lennart Hinz, Thitiphum Thongkham und Mario Fischer, bilden das Team "yωC" - yesωeCan - vom Alexander-von-Humboldt-Gymnasium aus Bremen. Bestehend aus sechs Schülern des Informatik-Kurses Q1 haben wir es uns zur Aufgabe genommen die Feinstaubkonzentration der Umgebungsluft in unterschiedlichen Höhen zu messen sowie zu lokalisieren. Demnach wäre unser Satellit, abgesehen von seiner Funktion als Wetterstation im Sturzflug (via Thermo- und Barometer), auch noch in der Lage, Bewohner einer Großstadt rechtzeitig vor Smog zu warnen bzw. allgemein Aufschluss über die Luftbelastung in der Nähe einer solchen zu geben. So könnte man beispielsweise überprüfen, ob eine eventuell vorliegende Luftverschmutzung eine Gefährdung für die Bewohner der erdnahen Troposphäre darstellt. Begleitet werden wir hierbei von unserem Informatiklehrer Herr Meyer, des weiteren werden wir im Rahmen unserer Öffentlichkeitsarbeit Fortschritte in Form von Videos in regelmäßigen Abständen hier auf YouTube hochladen.

yesωeCan

Wie wir soeben erfahren haben, war die Bewerbung eines Teams von Schülern des Informatik-Leistungskurses und Grundkurses Q1 für die Teilnahme am CanSat Wettbewerb 2015 erfolgreich.

Das Team selbst, seine Fortschritte und den Wettbewerb werden wir in diesem Wettbewerbs-Blog auf der Schulhomepage dokumentieren:

http://humboldtgymnasium-bremen.de/index.php/schulleben/aktuelles/aktuelles-cansat2015

Stay tuned!

Um was geht's?

"Ein CanSat ist ein "Satellit" in der Größe einer Getränkedose, der von Schüler-Teams entwickelt, gebaut und programmiert wird. Dieser Mini-Satellit wird mit einer Rakete auf eine Höhe von mehreren hundert Metern gebracht und sinkt dann an einem Fallschirm zu Boden. Dabei soll der Satellit Messungen durchführen und andere Aufgaben ausführen, für die er konstruiert worden ist.

Ein CanSat dient als Modell einer echten Weltraummission, da im Wesentlichen dieselben Phasen durchlaufen werden, die auch bei einer echten Weltraummission durchlaufen werden: Planung der Mission, Konstruktion des Satelliten, Test der einzelnen Komponenten und des Gesamtsystems, Durchführung der Mission, Aufbereitung und Auswertung der Daten, Kommunikation der Ergebnisse. Auf diese Weise bietet der CanSat-Wettbewerb engagierten und begabten Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit zu einer ersten praktischen und authentischen Erfahrung mit einem Raumfahrtprojekt.

Der Deutsche CanSat-Wettbewerb ist in den internationalen Wettbewerb der Europäischen Weltraumbehörde (ESA) eingebunden. Die Sieger des Deutschen Wettbewerbs sind qualifiziert, am Europäischen Wettbewerb teilzunehmen."

(Quelle: http://www.cansat.de/)

ESA Video zum Europäischen CanSat Wettbewerb:

Deutscher CanSat Wettbewerb 2015

CanSat Deutschland lädt zur World Space Week 2015 zehn ausgewählte Teams zum ersten nationalen deutschen CanSat Wettbewerb in die Hansestadt Bremen ein.