CanSat Wettbewerb 2017: Mini-Satelliten zum Selberbauen

ESERO Austria veranstaltet dieses Schuljahr zum ersten Mal einen CanSat Wettbewerb in Österreich. Die Aufgabe: einen Satelliten in Getränkedosengröße, den sogenannten CanSat, zu bauen, der nicht nur Temperatur und Luftdruck misst, sondern auch eine individuelle Zweitmission erfüllt. Bis zum 5. November 2017 können sich SchülerInnenteams noch anmelden – im Interview erfahren Sie mehr.

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Credit: ESA

500 Meter hoch sollen sie fliegen, die CanSats – Mini-Satelliten in der Größe einer Getränkedose. Eine Rakete wird die kleinen Satelliten in die Luft befördern, am Weg nach unten sollen anschließend zwei Missionen erfüllt werden. Neben der Messung von Temperatur und Luftdruck wählt jedes Team eine individuelle Aufgabe, die ihr Mini-Satellit zusätzlich zu bewältigen hat.

Veranstaltet wird der Wettbewerb vom österreichischen European Space Education Research Office (ESERO), dem Bildungsbüro der European Space Agency (ESA). Bis zum 5. November 2017 können sich SchülerInnenteams ab 14 Jahren aus ganz Österreich noch anmelden, ab November beginnt die Arbeit an den Satelliten. Im April 2018 schließlich findet der CanSat Raketenstart statt.

Michael Thaler, Projektleiter des österreichischen CanSat Wettbewerbs, und Manuel Krenn, ehemaliger Teilnehmer, erzählen uns im Interview mehr über die Mini-Satelliten, die Aufgaben und den internationalen Wettbewerb.

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Credit: ESA

Michael, Du bist Projektleiter des österreichischen CanSat Wettbewerbs, der dieses Jahr zum ersten Mal von ESERO Austria veranstaltet wird. Was ist eigentlich ESERO?

Michael Thaler: ESERO steht für European Space Education Research Office, ist also ein Bildungsbüro, das in Kooperation mit der ESA betrieben wird. Ein solches Büro soll es in möglichst jedem Mitgliedsland der ESA geben, in Österreich ist das seit Juni 2016 der Fall. Es geht darum, das Thema Naturwissenschaft bei Schülern und Schülerinnen wieder beliebter zu machen, und zwar über den Einsatz des Themas „Weltraum“ im Unterricht. Unsere Aufgabe als ESERO ist es, in diesem Zusammenhang Unterrichtsmaterialien zu entwickeln und zur Verfügung zu stellen, beziehungsweise diese auch in LehrerInnenfortbildungen an Lehrer und Lehrerinnen zu bringen.

Wie gliedert sich der CanSat Wettbewerb in das Angebot von ESERO ein?

Michael Thaler: CanSat ist ein Wettbewerb, der von der ESA seit einigen Jahren durchgeführt wird. Schüler und Schülerinnen aus der Sekundarstufe II bauen Satelliten in Getränkedosengröße, die gewisse Missionen erfüllen müssen. In der Primärmission geht es um die Messung von Temperatur und Luftdruck und deren Veränderung während des Sinkflugs des CanSats. Die zweite Mission wird von den Schülern und Schülerinnen selbst gewählt, mit einem möglichst wissenschaftlichen Charakter.

Wie kann eine solche Sekundärmission zum Beispiel aussehen?

Michael Thaler: In der Vergangenheit gab es zum Beispiel Teams, die in die CanSat Infrarotkameras einbauten und damit auf die Vegetation rückschlossen, die sich rund um den Satelliten befindet. Andere verwendeten GPS, das auf einer Karte die Position des CanSats während des Sinkfluges markiert. Es gibt viele Möglichkeiten.

Zuerst findet ein nationaler Wettbewerb statt, danach ein internationaler…

Michael Thaler: Die ESA gibt einen Zeitraum vor, innerhalb dessen die nationalen Wettbewerbe abgehalten werden müssen. Die Gewinner  und Gewinnerinnen müssen bis zu einem bestimmten Stichtag an die ESA übermittelt werden, um sie automatisch für den internationalen Wettbewerb zu qualifizieren. Zuvor haben sich zwei österreichische Schulen direkt zum internationalen Wettbewerb angemeldet, heuer kann man sich zum ersten Mal über den nationalen Wettbewerb als österreichische Schule qualifizieren.

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Credit: ESA

Wie kann man als Schule oder Team am CanSat Wettbewerb teilnehmen?

Michael Thaler: Zuerst füllt man bis 5. November 2017 auf der Webseite von ESERO Österreich ein Formular aus – welche Schule, welches Team, welche Mitglieder, welche Ideen, vor allem auch welche Sekundärmission und die allgemeine Motivation. Wir geben anschließend Bescheid, welche Teams ausgewählt werden. Dazu gibt es eine ExpertInnenjury, die sich aus Mitgliedern von  ESERO, bmvit, ZAMG, FFG, und einem Mitglied aus dem Bildungsbereich zusammensetzt.

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Credit: ESA

Wie geht es dann weiter?

Michael Thaler: Danach beginnt die aktive Phase. Am 20. Und 21. November 2017  findet ein Workshop für die Lehrer und Lehrerinnen der ausgewählten Teams statt. Hier erfahren sie Genaueres über CanSat, bekommen Tipps darüber, was man beachten sollte, und erfahren von anderen ESEROs, die diese Wettbewerbe schon durchgeführt haben, wo dort die Knackpunkte oder die Schwierigkeiten in der Abwicklung oder in den Missionen des Baus eines CanSats lagen. Die teilnehmenden Lehrer und Lehrerinnen gehen anschließend wieder an ihre Schulen und sind Mentoren und Mentorinnen für ihre Teammitglieder, die Schüler und Schülerinnen.

Die Arbeit an den CanSats soll als Unterrichtsprojekt gestaltet werden, das sich über den Zeitraum von ein paar Monaten zieht. Im Idealfall wird im Anschluss mit den Ergebnissen oder Erkenntnissen, die gewonnen werden, weitergearbeitet. Die Launch Campaign, bei der die CanSats fliegen, findet von 9. Bis 13. April 2018 statt, zum Teil in Linz, zum Teil in Oftering. Wir werden die CanSats mit Raketen auf eine Höhe von 500 Metern schießen und auswerfen. Während des Sinkflugs werden die Missionen durchgeführt.

Manuel, Du hast bereits an einem CanSat Wettbewerb teilgenommen. Warum hat Dich der Wettbewerb damals interessiert?

Manuel Krenn: Wir waren damals auf der Suche nach einem geeigneten Diplomarbeitsthema. Herr Zauner (Pädagoge, Anm.)  bekam zufälligerweise von der FFG und der bmvit die Info, dass es einen internationalen CanSat Wettbewerb gibt, bei dem Schüler und Schülerinnen im Zuge einer Projektarbeit einen „Mini-Satelliten“ in Dosenform entwickeln mussten. Beim Durchlesen der Projektbeschreibung stellte sich rasch heraus, dass es sich hierbei um keine alltägliche Diplomarbeit handeln wird. Das Projekt wird viel Zeit, Engagement und Eigeninitiative benötigen – genau aus diesem Grund wollten wir unbedingt bei diesem CanSat Bewerb teilnehmen!

Mein Diplomarbeitspartner Ludwig Fichtinger war beziehungsweise ist ein guter Software-Programmierer und ich bin voller Begeisterung, wenn es ums Thema Elektrotechnik geht – die Aufgabenverteilung stand somit auch schnell fest!

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Credit: ESA

Wie seid Ihr im Team vorgegangen, um den Mini-Satelliten zu entwickeln? Wie entstand die Idee für Eure Sekundärmission?

Manuel Krenn: Prinzipiell war die Vorgehensweise einer solchen Arbeit nichts Neues, da an der IT-HTL Ybbs/Donau des Öfteren Leiterplatten designed, gefräst, mit Mikrochips versehen und ausprogrammiert werden – nur der Umfang des Projekts war um einiges größer als gewöhnlich.

Nach anfänglichen Schwierigkeiten bei der Wahl der Programmiersprache (im Endeffekt beschlossen wir, die Software in „C“ zu programmieren und unseren Source-Code am Ende im Web frei zum Download anzubieten), konnte die Grundfunktionalität des Satelliten zum Glück rasch hergestellt werden – Messung von Temperatur und Luftdruck und Übermittlung der Daten zu einer Bodenstation.

Danach setzten wir uns unsere Sekundärziele. Zuerst zusätzliche Sensorik: Messung der Luftfeuchtigkeit in Kombination mit der Messung der UV-Einstrahlung an beiden Seiten des CanSats, Seehöhe, Beschleunigung, …. Durch die Kombination der Messung von Luftfeuchtigkeit und UV-Strahlung konnte beziehungsweise kann unser CanSat für Untersuchungen der ultravioletten Strahlung und der genotoxischen Wirkung von Sonnenlicht in Verbindung mit Hautkrebs verwendet werden. Zweitens wollten wir erweiterte Telemetriedaten, also GPS-Lokalisation, Uhrzeit, Fluggeschwindigkeit, Flugroute. Drittens eine eigene Bodenstation, also die Eigenentwicklung einer omnidirektionalen Antenne zum Empfang der gemessenen Daten und weiter die Visualisierung der empfangenen Daten in einem Webbrowser. Viertens eine eigene mobile Bodenstation, das heißt Empfang der GPS-Daten, der Entfernung und der Empfangsstärke des CanSats über eine eigene mobile Bodenstation. Mithilfe einer selbst entwickelten Yagi-Antenne konnte danach zum CanSat navigiert werden. Fünftens arbeiteten wir am Backup der CanSat Daten: Alle gemessenen Daten wurden während der Flugzeit des CanSats in einen nicht flüchtigen Speicher geschrieben, sodass sie zu einem späteren Zeitpunkt jederzeit ausgelesen werden konnten. Sechstens installierten wir eine Videokamera auf der Unterseite des CanSats, zur Aufzeichnung des Fluges. Siebtens wurde zur Sicherung der Landung ein eigener Fallschirm entwickelt und implementiert.

Bei der Entwicklung der Bodenstationen wurden wir von einem achtköpfigen Projektteam der damaligen 4. Klasse unterstützt, da der Arbeitsaufwand alleine nicht zu bewältigen gewesen wäre.

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Credit: ESA

Ihr durftet schließlich nach Norwegen fahren, um Euren CanSat bei der ESA Rocket Range fliegen zu lassen. Kannst Du uns von Deinen Eindrücken berichten?

Manuel Krenn: Natürlich war die Freude riesengroß, unser fertiges Projekt in Form eines Bewerbes in Norwegen präsentieren zu dürfen. Es war sehr spannend zu sehen, welche Ideen von den anderen Teams kamen und wie diese umgesetzt wurden.

Wir wussten ja bereits zu Beginn des Projekts, dass man als Schüler nicht jeden Tag die Chance haben wird, bei einem internationalen Wettbewerb mitmachen zu können. Deshalb kosteten wir den Aufenthalt in Norwegen voll aus und schätzten uns über den Informationsaustausch mit den Schülern und Schülerinnen der anderen teilnehmenden Länder sehr glücklich!

20954079_10209973783520918_3348814021362340493_nMichael Thaler ist seit 2009 im Ars Electronica Center tätig. Von 2009 bis 2011 war er als Infotrainer, von 2011 bis 2016 als Arealsverantwortlicher GeoCity tätig. Seit 2015 ist er Mitglied in der Abteilung für Bildung und Kulturvermittlung. Zwischen Dezember 2015 und Juni 2016 war er am Aufbau von ESERO Österreich beteiligt und schließlich von Juni 2016 bis April 2017 ESERO Österreich Manager. Mit Mai 2017 übernahm er die Projektverantwortung für den österreichischen CanSat Wettbewerb.

Manuel Krenn, geb. am 15.07.1993, wohnhaft in 3252 Petzenkirchen. Die Diplomarbeit war bei jedem meiner Bewerbungsgespräche Thema Nummer 1 (nicht jede HTL-Diplomarbeit umfasst schließlich über 200 Seiten) und half mir, meine Stärken und Hobbies glaubwürdig präsentieren zu können. Ich arbeite nun seit fast fünf Jahren als IT-Konfigurationsmanager bei der Firma Welser Profile Austria GmbH.

Fichtinger_Ludwig_2016Ludwig Fichtinger, geb. am 07.05.1993, wohnhaft in 3390 Melk. Seit ca. 5 Jahren arbeite ich beim Nachhaltigkeits-Pionier Gugler* als Systemadministrator und bin froh, hier ein genauso tolles Team, wie ich es bei meiner Diplomarbeit in der HTL hatte, gefunden zu haben. Gerne erinnere ich mich an die vielen Stunden Arbeit am „Yes, we Cansat!“-Projekt und der damit verbunden Freude mit den Schulfreunden zurück.

 

 Bis zum 05. November 2017 kann man sich noch zum CanSat Wettbewerb anmelden. Alle Informationen zur Anmeldung und zum weiteren Ablauf finden Sie auf der Webseite von ESERO Austria.

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