Ελληνικά πειράματα στο Διάστημα: Τι έκαναν με τη Blue Origin μαθητικές ομάδες τριών ελληνικών σχολείων

Οι ομάδες είχαν επιλεγεί στα τέλη του 2018 μέσω πανελλήνιου μαθητικού διαγωνισμού. Οι ομάδες που επελέγησαν συνέχισαν υπό την τεχνική επίβλεψη και τον συντονισμό του Δρ. Τάκη Παπαδόπουλου, καθηγητή Πανεπιστημίου- μηχανολόγου μηχανικού (σχεδιασμός συστημάτων- PhD Mechanical Engineering/ Systems Engineering) και εν τέλει τρεις πέρασαν στην τελική φάση για την αποστολή.

Εκπρόσωποι των τριών ομάδων μίλησαν για τα πειράματα και τα αντικείμενά τους στη HuffPost Greece, περιγράφοντας, μεταξύ άλλων, και την εμπειρία τους από τη συνεργασία με τη Blue Origin. Όπως είπε ο κ. Παπαδόπουλος, «οι μαθητικές αυτές διαστημικές αποστολές αποτελούν την απαρχή και ανοίγουν τον δρόμο για πολλές άλλες από πολλά σχολεία από όλη την επικράτεια της χώρας που επιθυμούν να συμμετέχουν στο πρόγραμμα αυτό με την Blue Origin. Πέρα από την εκπαιδευτική προσέγγιση STEM και την ολοκληρωμένη προσπάθεια με όλες τις υποδιεργασίες από τις οποίες που αποτελείται το κάθε πείραμα, δημιουργούν ένα μαθησιακό περιβάλλον systems engineering στο κάθε εγχείρημα και παράγεται ερευνητική δραστηριότητα».

Όπως τόνισε ο κ. Παπαδόπουλος, σε αυτή την ερευνητική προοπτική και διάσταση θα μπορούσε να υπάρξει ενεργή συμμετοχή και από καθηγητές στα πανεπιστήμια και ΑΕΙ της χώρας, τα ερευνητικά ινστιτούτα και διάφορους φορείς: «Κυοφορείται έτσι ένα ερευνητικό οικοσύστημα στον τομέα των εφαρμογών της μικροβαρύτητας που μπορεί να προσελκύσει και καινοτόμο επιχειρείν μέσω startups και clusters αριστείας στις εφαρμογές της μικροβαρύτητας και της αεροδιαστημικής. Τομείς όπως ο φαρμακευτικός κλάδος και η νανοτεχνολογία που είναι αναπτυγμένοι στην πατρίδα μας μπορούν να αναπτύξουν πολύ υψηλής αξίας τεχνολογίες και εμπορικές εφαρμογές ως απόρροια αυτών των ενεργειών».

Αντώνης Καράμπελας, υπεύθυνος καθηγητής - επικεφαλής της διαστημικής ομάδας «spACS» του American Community Schools of Athens

-Ποιο είναι το σχολείο σας και ποιο το αντικείμενο του πειράματος που στείλατε; Επίσης, ποια (μπορεί να) είναι η πρακτική εφαρμογή του μακροπρόθεσμα;

Το σχολείο μου είναι το American Community Schools of Athens (ACS Athens). Έχουμε ουσιαστικά δύο πειράματα σε ένα κουτί, κατά συνέπεια και δύο αντικείμενα: Πώς δημιουργείται το γαλάκτωμα ούζου-νερού σε συνθήκες μικροβαρύτητας, και πως εξελίσσονται στο χρόνο οι φυσαλίδες στην επιφάνεια πετιμεζιού. Εφαρμογή μπορεί να υπάρξει ενδεικτικά στη Βιομηχανία τροφίμων, στη Φαρμακοβιομηχανία, αλλά και στην καθημερινότητα των αστροναυτών σε συνθήκες μικροβαρύτητας.

-Πώς προέκυψε η ενασχόληση/ εμπλοκή σας με τις αποστολές της Blue Origin;

Οι μαθητές του σχολείου μας εξασφάλισαν τη συμμετοχή τους στη συγκεκριμένη πτήση του πυραύλου New Shepard της Blue Origin μέσω της κατάκτησης της πρώτης θέσης σε έναν σχετικό διαγωνισμό αεροδιαστημικής.

-Έχετε κάνει κάτι αντίστοιχο στο παρελθόν;

Ναι, οι μαθητές του ACS Athens έστειλαν ελληνικό μέλι στο διάστημα με την προηγούμενη διαστημική πτήση του πυραύλου New Shepard, με σκοπό να μελετήσουν τη μεταβολή του ιξώδους του, δηλαδή της εσωτερικής τριβής του που επηρεάζει την ικανότητα ροής του, σε περιβάλλον μικροβαρύτητας.

-Ποια είναι τα σχέδιά σας για το μέλλον όσον αφορά σε πιθανές αντίστοιχες δραστηριότητες; Σχεδιάζετε άλλα πειράματα για άλλες αποστολές;

Είναι φυσικό επακόλουθο της φιλοσοφίας μας να συμμετάσχουμε σε αντίστοιχες αποστολές στο μέλλον, καθώς είναι ικανές να αναπτύξουν τις μαθήτριες και τους μαθητές μας πολύπλευρα, τόσο σε γνώσεις όσο και σε δεξιότητες όπως η δημιουργικότητα και η συνεργατική μάθηση, προσφέροντάς τους την ευκαιρία να έρθουν σε επαφή με καταστάσεις που βιώνει κανείς στην επαγγελματική του ζωή, και μάλιστα σε τεχνολογίες αιχμής.

-Ποιες είναι οι εντυπώσεις σας από τη συνεργασία με τη Blue Origin;

Είμαστε ενθουσιασμένοι με αυτήν την συνεργασία, καθώς η Blue Origin γράφει ιστορία με τους επαναχρησιμοποιούμενους πυραύλους της που χαμηλώνουν δραματικά το κόστος των διαστημικών ταξιδιών και κάνουν πιο πιθανό τον αποικισμό άλλων πλανητών του ηλιακού συστήματος στις επόμενες δεκαετίες. Φανταστείτε τι σημαίνει για έναν μαθητή Λυκείου το να έχει κάποια μικρή έστω συνεισφορά σε μία τέτοια διαστημική αποστολή, και το να βλέπει διαδικτυακά τον πύραυλο να απογειώνεται και στη συνέχεια να επιστρέφει στη Γη περιέχοντας το πείραμά του.

Δημήτρης Μιχάλαρος πλέον πρωτοετής στο Purdue University- «Team Artificial Gravity» του 1ου& 3ου ΓΕΛ Ρόδου

-Ποιο είναι το σχολείο σας και ποιο το αντικείμενο του πειράματος που στείλατε;

Το σχολείο στο οποίο φοίτησα εγώ, ο Παναγιώτης Αναστασάς και ο Θεμιστοκλής Αρβανίτης, είναι το 1ο ΓΕΛ Ρόδου Βενετόκλειο. Το σχολείο στο οποίο φοίτησε ο Ιωάννης Ιωαννίδης είναι το 3ο ΓΕΛ Ρόδου. Η ομάδα μας έχει τον τίτλο «Team Artificial Gravity» (TAG). Το αντικείμενο του πειράματος αφορά την μελέτη της επιρροής της διαβάθμισης κεντρομόλου επιτάχυνσης στην ροή (πίεση) κανονικού ορού εντός ενός κλειστού κυκλοφορικού συστήματος σωλήνων σιλικόνης και αντλίας, το οποίο έχει τοποθετηθεί εντός ομαλά περιστρεφόμενου κυλίνδρου. Σκοπός είναι ο καθορισμός της μικρότερης δυνατής ακτίνας που θα επιτρέπει την ομαλή περιστροφή ενός διαστημικού σκάφους , δίχως να επηρεάζεται η κυκλοφορία του αίματος ενός αστροναύτη λόγω της διαβάθμισης τεχνητής βαρύτητας , καθώς μια μεγάλη διαφορά κεντρομόλου επιτάχυνσης θα μπορούσε να προκαλέσει πρόβλημα στην κυκλοφορία του αίματος του αστροναύτη και ενδεχομένως χαμηλή αιμάτωση στο κεφάλι του , που δέχεται μικρότερη επιτάχυνση απ′ ότι τα πόδια του.

-Ποια μπορεί να είναι η πρακτική εφαρμογή του μακροπρόθεσμα;

Η εφαρμογή του πειράματος μακροπρόθεσμα αφορά τον σχεδιασμό διαστημικών σκαφών με περιστρεφόμενο τμήμα το οποίο θα χρησιμοποιεί την κεντρομόλο επιτάχυνση λόγω ομαλής περιστροφικής κίνησης ως «Τεχνητή Βαρύτητα». Η μικρότερη δυνατή ακτίνα που δεν θα προκαλεί πρόβλημα αιμάτωσης στον αστροναύτη είναι απαραίτητο να βρεθεί, εάν θα εφαρμοστεί η «τεχνητή βαρύτητα» στον σχεδιασμό διαστημικού σκάφους , καθώς μια τεράστια ακτίνα , που θα ελαχιστοποιούσε το πρόβλημα αυτό, θα καθιστούσε πολύ δύσκολη και ακριβή την κατασκευή και συναρμολόγηση του διαστημικού σκάφους.

-Πώς προέκυψε η ενασχόληση/ εμπλοκή σας με τις αποστολές της Blue Origin;

Μέσα από τον 1ο διαγωνισμό αεροδιαστημικής της ΕΕΦ, μετά την διάκριση μας , όπου κερδίσαμε την 2η θέση , ο συντονιστής μας, Δρ Παπαδόπουλος, μας έφερε σε επαφή με την εταιρεία Nanoracks και την Blue Origin, ώστε να ετοιμάσουμε την πειραματική διάταξη μας για την εκτόξευση. Ιδιαίτερα η Nanoracks , μαζί με τον Δρ Παπαδόπουλο, μας καθοδήγησαν ώστε να σχεδιάσουμε την διάταξη με τέτοιο τρόπο ώστε να πληροί τις σχεδιαστικές προϋποθέσεις που έχει θέσει η Blue Origin μαζί με την Nanoracks για τις πειραματικές διατάξεις τύπου Nanolab, όπως η δικιά μας. Η επικοινωνία γινόταν κυρίως μέσω συχνών email και τηλεδιασκέψεων μέσω του Skype.

-Έχετε κάνει κάτι αντίστοιχο στο παρελθόν;

Όχι, είναι η πρώτη φορά που πέρασα μέσα από έναν σχεδιαστικό κύκλο και ήταν η πρώτη μου εμπειρία από διαδικασίες σχεδιασμού. Η εμπειρία αυτή ήταν καθοριστική στην απόφαση μου να σπουδάσω ως αεροναυπηγός μηχανικός και μου έδωσε την ώθηση ως φοιτητής πλέον στο Purdue University στο West Lafayette, Indiana, να συνεχίσω να συμμετέχω σε πρότζεκτ με σχεδιασμό πραγματικών συσκευών , όπως το EPICS ScanIn project, και Launch Vehicles , όπως η ομάδα Purdue Space Program Student Launch , με οποία συμμετέχω στον διαγωνισμό Student Launch της NASA. Είμαι σίγουρος πως η ενασχόληση με τον σχεδιασμό και την κατασκευή της πειραματικής αυτής διάταξης ώθησε και τους συμμαθητές μου ώστε να σπουδάσουν ως μηχανικοί.

-Ποια είναι τα σχέδιά σας για το μέλλον όσον αφορά σε αντίστοιχες δραστηριότητες;

Όσον αφορά το μέλλον, προσωπικά θα ήθελα να βελτιώσω την πειραματική αυτή διάταξη, ώστε να είναι πιο ακριβής, με καλύτερο και πιο ρεαλιστικό σύστημα κυκλοφορίας του κανονικού ορού, ώστε να προσομοιώνει καλύτερα την μεγάλη κυκλοφορία του αστροναύτη που θα βρισκόταν εντός ενός περιστρεφόμενου διαστημικού σκάφους. Επίσης θα ήταν πιο ακριβές αν έχουμε μεγαλύτερες διαστάσεις για την πειραματική διάταξη. Θα μπορούσα να το πραγματοποιήσω αυτό με την βοήθεια του καθηγητή Δρ. Steven Collicott, από το τμήμα Aeronautical & Astronautical Engineering (AAE) , ο οποίος έχει πραγματοποιήσει πολλά πειράματα σε συνθήκες microgravity και διδάσκει πρότζεκτ σχεδιασμού τέτοιων πειραματικών διατάξεων σε τεταρτοετείς φοιτητές της σχολής. Θα χαιρόμουν πολύ μάλιστα να πραγματοποιήσω την βελτίωση αυτή της πειραματικής διάταξης με τους συμφοιτητές μου πλέον, ακόμα και αν βρισκόμαστε στην άλλη άκρη του Ατλαντικού πια.

-Ποιες είναι οι εντυπώσεις σας από τη συνεργασία με τη Blue Origin;

Η Blue Οrigin υπήρξε συνεργάσιμη, κυρίως όμως η Nanoracks ήταν που μας βοήθησε με τον σχεδιασμό και την κατασκευή του πειράματος , καθώς και την διεξαγωγή ελέγχων που έπρεπε να γίνουν ώστε να επιβεβαιωθεί η σωστή λειτουργία της πειραματικής διάταξης και ότι πληροί όλες τις σχεδιαστικές προϋποθέσεις της Blue origin. Να σημειώσουμε ότι η Nanoracks πρόκειται για μια εταιρεία που έχει ως ρόλο να ετοιμάζει τις πειραματικές διατάξεις για την ενσωμάτωση τους στο όχημα New Shepard της Blue Origin, και έπαιξε καθοριστικό ρόλο ώστε να ετοιμάσουμε την πειραματική μας διάταξη. Η αλληλεπίδραση με την Nanoracks ήταν πολύ ωφέλιμη και με έφερε σε επικοινωνία μάλιστα με τον καθηγητή Δρ. Steven Collicott από το Purdue , ο οποίος επίσης μας βοήθησε να τελειοποιήσουμε την πειραματική μας διάταξη, διορθώνοντας ένα ζήτημα που προέκυψε με τον έλεγχο της ενσωματωμένης μπαταρίας.

Δρ. Σωτήριος Τσαντίλας (Μαθηματικά, Αστροφυσική)- υπεύθυνος καθηγητής, Ζάννειο Πειραματικό Γυμνάσιο

-Ποιο είναι το σχολείο σας και ποιο το αντικείμενο του πειράματος που στείλατε;

Ο όμιλος Διαστημικής και Ρομποτικής SPACE ανήκει στο Ζάννειο Πειραματικό Λύκειο. Το πείραμά μας αφορά τη μέτρηση της μάζας σε συνθήκες μικροβαρύτητας μέσω του υπολογισμού της περιόδου ταλάντωσης. Μέχρι στιγμής, φαίνεται ότι είναι ο μοναδικός τρόπος για τη «ζύγιση» αντικειμένων στο διάστημα, όπως για παράδειγμα ο υπολογισμός του βάρους των αστροναυτών στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

-Πώς προέκυψε η ενασχόληση/ εμπλοκή σας με τις αποστολές της Blue Origin;

Μέσω του 1ου Διαγωνισμού Αεροδιαστημικής που διοργάνωσε ο κ. Τάκης Παπαδόπουλος και η ΕΕΦ. Τώρα όμως που έχουμε την τεχνογνωσία σκοπεύουμε να στείλουμε και άλλα πειράματα αν βρούμε χρηματοδότηση.

-Έχετε κάνει κάτι αντίστοιχο στο παρελθόν;

Από το 2014 και κάθε χρόνο παίρνουμε μέρος σε όλους τους Ελληνικούς και Διεθνείς μαθητικούς διαγωνισμούς που έχουν σχέση με το STEM και τη Διαστημική. Έτσι έχουμε συμμετάσχει στο Zero Robotics ( 2η θέση στον κόσμο το 2015, 3η το 2018), στο Cansat, στον Odysseus Space Contest, στο Astro-Pi, στο STEM Stars, στο BL4S – Beamline for schools κ.α. Επίσης κάθε χρόνο υπάρχει μαθητική ομάδα που αναλύει δεδομένα από τα διαστημικά τηλεσκόπια Kepler και TESS σε αναζήτηση εξωπλανητών.

-Ποια είναι τα σχέδιά σας για το μέλλον όσον αφορά σε πιθανές αντίστοιχες δραστηριότητες; Σχεδιάζετε άλλα πειράματα για άλλες αποστολές;

Υπάρχουν πάρα πολλά προγράμματα που υλοποιούμε κάθε χρόνο και θα προσπαθήσουμε να συμμετέχουμε και σε επόμενη αποστολή της Blue Origin. Να πούμε εδώ ότι πρόσφατα πήραμε το πείραμά μας στα χέρια μας. Η αποστολή ήταν απόλυτα επιτυχής! Πέρα από τα δεδομένα της τροχιάς του πυραύλου και όλα τα δεδομένα της τηλεμετρίας, καταγράψαμε την ταλάντωση αντικειμένου στο διάστημα σε μηδενική βαρύτητα σε ύψος 104000 m.

-Ποιες είναι οι εντυπώσεις σας από τη συνεργασία με τη Blue Origin;

Η συνεργασία ήταν εξαιρετικά καλή. Προφανώς και οι απαιτήσεις ασφαλείας ήταν μεγάλες. Είχαμε κάθε μήνα 3-4 βιντεοκλήσεις για να ενημερώνουμε για την πρόοδο της κατασκευής και για να ελέγχουν ότι πληρούμε τις προδιαγραφές. Επίσης συμπληρώσαμε ένα μεγάλο αριθμό αναφορών που αφορούσαν τη λεπτομερή περιγραφή του πειράματος, τη συμμόρφωση με τις προδιαγραφές ασφαλείας, την προέλευση των υλικών αλλά και οδηγίες για την ενσωμάτωση του πειράματος στον πύραυλο. Παρόλο που ήταν η πρώτη μας φορά που συμμετείχαμε σε διαστημική αποστολή, οι άνθρωποι της Blue Origin, αλλά κυρίως της NanoRacks που έχει αναλάβει την ενσωμάτωση των πειραμάτων στον πύραυλο μας βοήθησαν να τα καταφέρουμε. Ελπίζω ότι τώρα που έχουμε την τεχνογνωσία θα μας δοθεί η ευκαιρία να στείλουμε και άλλα πειράματα στο διάστημα.

«Κάτι ειπώθηκε για αποστολή στον Άρη»: Κείμενο των παιδιών της ομάδας

S.P.A.C.E. Zero Gravity Experiment

«Το Φθινόπωρο του 2018 ο Όμιλος Αριστείας Διαστημικής και Ρομποτικής S.P.A.C.E. από το Ζάννειο Πειραματικό Λύκειο αποφάσισε να πάρει μέρος στον 1ο Διαγωνισμό Αεροδιαστημικής. Οι μαθητές, ύστερα από την επιτυχή συμμετοχή τους στο διεθνή διαγωνισμό Cansat θέλησαν να πάνε ένα επίπεδο παραπάνω. Τώρα πια το πείραμα τους δεν θα έφτανε μόνο στο ένα χιλιόμετρο ύψος αλλά θα έβγαινε λίγο πιο έξω από την ατμόσφαιρα της Γης».

«Αρχικά όταν μπήκαν στον διαγωνισμό δεν ήξεραν τι πείραμα να εκτελέσουν αλλά μετά από λίγη σκέψη και κάποιες ιδέες που προφανώς απορρίφθηκαν (όπως το να στείλουν ένα πιροσκί στο διάστημα) βρήκαν την πολύ καλή ιδέα να μετρήσουν τη μάζα σε συνθήκες μικροβαρύτητας. Φυσικά αυτό δεν ήταν καθόλου εύκολο για αυτούς. Την υλοποίηση του πειράματος ανέλαβε ο Δρ. Σωτήριος Τσαντίλας και οι μαθητές Σταμάτης Σέττας, Άρης Φραντζεσκάκης, Αναστάσης Βατίστας και Ιάσωνας Παυλόπουλος. Αντιμετώπισαν πολλές δυσκολίες κατά την διάρκεια της κατασκευής του πειράματος καθώς έπρεπε να βρουν τον σωστό τρόπο για να υλοποιήσουν το πείραμα».

«Για να γίνει η μέτρηση αυτή σκέφτηκαν να χρησιμοποιήσουν ένα ελατήριο. Μέσω της περιόδου της ταλάντωσής του θα μπορούσαν να φέρουν το πείραμα ως πέρας. Το πιο δύσκολο κομμάτι για την ομάδα ήταν να βρουν και να βάλουν στην σωστή σειρά τις εξισώσεις οι οποίες χρειάζονταν για την μέτρηση αυτή. Έτσι εμπνεύστηκαν από τον τρόπο με τον οποίο ζυγίζονται οι αστροναύτες στο διάστημα, και με ένα λέιζερ για τη μέτρηση αποστάσεων, έναν αισθητήρα προσανατολισμού και επιτάχυνσης και το κατάλληλο ελατήριο, το πείραμα κατάφερε σιγά σιγά να ζωντανέψει. Ήταν πάρα πολύ χρονοβόρο καθώς οι μαθητές δούλευαν μέρα νύχτα, στο σπίτι τους και στις αργίες από τον Νοέμβριο του 2018 έως το Σεπτέμβριο του 2019. Είχαν χωριστεί σε 3 υποομάδες οι οποίες ήταν το μηχανολογικό, το ηλεκτρολογικό και ο προγραμματισμός. Ύστερα από πολλούς έλεγχους και δοκιμές έστειλαν το πείραμα στο Τέξας για να εκπληρώσει το σκοπό του. Η αποστολή πέτυχε με εκατό τοις εκατό επιτυχία και πήραν μετρήσεις πολύ κοντά σε αυτές που υπολόγιζαν! Το Ζάννειο Πειραματικό Λύκειο κατάφερε για ακόμη μια φορά να μας αφήσει άφωνους. Τώρα θα δείξει ποια θα είναι η αποστολή τους, αν και ο κ. Τσαντίλας είπε κάτι σχετικά με μια αποστολή στον Άρη...»