Как я отправил Raspberry Pi в ближний космос

Прошлое лето было для меня насыщенным. Вопреки распространенному мнению, для многих школьных учителей летние каникулы – это не восьминедельное веселье, а время пополнения базы знаний и поиска новых идей.

Мои новые идеи вращались вокруг Raspberry Pi, и я оказался в привилегированном положении, приняв участие в двух основных программах обучения. Первым было стать сертифицированным преподавателем Raspberry Pi — подвиг, которого я достиг в середине июля, и который я настоятельно рекомендую любому учителю, думающему о выполнении какой-либо работы с этим блестящим маленьким мощным компьютером.

Примерно через день после окончания курса я был в депрессивном состоянии. Дни были такими насыщенными, такими захватывающими и такими обогащающими, что я был на самом низком уровне. Я удалился в свою берлогу, где окружил себя проводами для перемычек, дополнительными платами и блестящей книгой «Приключения в Raspberry Pi» Кэрри Энн Филбин (руководитель отдела образования в Raspberry Pi Foundation) и начал настоящую оргию того, как мне описать это… Я знаю, весело! Потому что именно таким должно быть обучение.

«Я собирался научиться поднимать свои знания о том, что можно сделать с помощью Raspberry Pi, на новую высоту. На самом деле, примерно 20 миль в высоту».

Заглянув на форумы несколько дней спустя, я увидел, что Джеймс Робинсон (разработчик образовательных программ Raspberry Pi Foundation) предлагает место на предстоящем курсе. Я ухватился за этот шанс и после удивительной череды удачных событий стал последним человеком, получившим место в первой в истории Skycademy. «Возбуждение» не совсем скрыло это. Я скакал повсюду, как сверхактивный Тигра, пока наконец не наступил день, когда я мог прыгнуть в свою машину и отправиться в Пи-Тауэрс, этот рай блестящих и компьютерных фанатов, расположенный в Кембридже.

Так в чем же волнение, спросите вы? Я собирался узнать, как поднять свои знания о том, что можно сделать с Raspberry Pi, на новую высоту. На самом деле высота примерно 20 миль. Мы направлялись в ближний космос, и что в этом не интересного?

Идея была невероятно простой. Привяжите Raspberry Pi с камерой к метеозонду, добавьте несколько GPS-навигаторов и одну или две антенны, включите довольно блестящую дополнительную плату для ближнего космоса, серьезно используйте полистирол, пластик с липкой основой и несколько ничего не подозревающих фигурок Lego, а потом запусти всю эту штуку в космос!

Это было самое простое. Труднее всего было научиться делать это так, чтобы у нас был некоторый шанс вернуть полезную нагрузку, когда она наконец вернется на Землю. Как его отследить, как настроить, чтобы все разные биты работали, и как его надуть.

Обучение учителей

Вы можете подумать, что обучение других учителей — это пугающая перспектива, но я никогда не замечал, чтобы это было так. Мы преподаем, потому что нам нравится процесс обучения, поэтому, пока вы знаете, о чем говорите, у вас не возникнет никаких проблем. Когда вас зовут Дэйв Акерман, и вы главный британский сторонник всего, что связано с высотными воздухоплаваниями (HAB), и вы инженер, который может создать большую часть электронных дополнений, необходимых для поддержки полетов – ох , и вы еще и выдающийся программист — вы склонны обнаруживать, что люди ловят каждое ваше слово.

И мы повесились. Нам нужно было это сделать. Давайте проясним одну вещь. Запустить что-либо в ближний космос тривиально: наполните метеозонд гелием, прикрепите полезную нагрузку и отпустите. Однако вернуть его в целости и сохранности – совсем другое дело.

«Управление гражданской авиации (CAA) скептически относится к людям, случайно швыряющим устройства на высоту 100 000 футов в небо»

Во-первых, Управление гражданской авиации (CAA) скептически относится к людям, случайно швыряющим устройства на высоту 100 000 футов в небо. Например, вам нужно подумать, откуда запускать: запуск не разрешен в крупных аэропортах, и вам вообще не следует запускать, если вы не уверены, приземлится ли ваш полезный груз, скажем, на автомагистрали или в людном месте. Жилой район.

Таким образом, первый день курса охватил больше науки, чем мне обычно хотелось бы думать, поскольку мы углубились в загадочный мир платы Pi In The Sky (PITS), где программное обеспечение PITS записывает телеметрию для LoRaWAN (широкоугольной сети дальнего действия). локальная сеть), а также другие данные датчиков. Мы изучили вес полезной нагрузки, высоту взрыва, прогнозируемые траектории полета, радиотелеметрию, RTTY, GPS и немало других членов TLA. О, и код. Много прекрасного кода Python.

Но не обманывайтесь, думая, что речь идет только о науке и технологиях. Я сразу вспомнил, что некоторые из дисциплин, которые мы рассматривали, включали физику, химию, метеорологию, аэрологию, радио, электронику, аэродинамику, исследование космоса, географию, морскую биологию (полезный груз падает в море) и дендрологию (полезный груз застревает). на дереве).

Пока это происходило, мы приступили к проектированию нашей полезной нагрузки. Я был частью команды «Нимбус», а это, по сути, означало, что меня поместили в группу, полную людей с гораздо большим мозгом, чем у меня, поэтому я решил выбрать цвета для нашей клейкой ленты и соломинок для питья, а также выбрать пчелу (страх нет, пушистый игрушечный, а не настоящее жужжащее насекомое) мы собирались разместить на внешней стороне упаковки.

Зачем пить соломинки, спросите вы? Потому что они защищают антенны полезной нагрузки и помогают им быть направлены прямо вниз, когда антенный модуль прикреплен к основанию контейнера полезной нагрузки.

«Некоторые из дисциплин, которые мы рассматривали, включали физику, химию, метеорологию, аэрологию, радио, электронику, аэродинамику, исследование космоса, географию, морскую биологию (полезный груз падает в море) и дендрологию (полезный груз застревает на дереве)».

Затем мы переходим к тестированию. Например, очень важно, чтобы ваше оборудование слежения могло обнаружить полезную нагрузку до ее запуска. Затем вы можете прыгнуть в машину погони и следовать по траектории полета. Итак, мы протестировали. Я не совсем понимаю, что сделали жители Кембриджа, увидев взрослых мужчин и женщин, бегающих по улицам возле Pi Towers, размахивая полистироловыми коробками в воздухе, когда они проверяли, могут ли они быть обнаружены наземной станцией (в Pi Towers). ) и системы автомобиля. Однако никого не арестовали, так что, должно быть, все было в порядке.

День подошел к концу, и головы закружились от вновь полученных знаний, когда мы все отправились на групповой обед и получили возможность обсудить, чем мы занимались весь день, с другими членами команды. Завтра был день запуска, и погода была неблагоприятна, поэтому мы в тревоге отправились спать.

День запуска

Наступил важный день, и мы отправились на нашу сверхсекретную космодром в Элсворте, к западу от Кембриджа. Расстелили простыни и раздали газовые баллоны. Две команды выбрали водород, а три — гелий.

Далее последовало тщательное взвешивание. Каждый грамм имеет значение. К счастью, существует великолепный набор онлайн-инструментов, которые расскажут вам все, что вам нужно знать о том, сколько газа необходимо для полезной нагрузки с использованием определенного воздушного шара, который вы хотите взорвать на определенной высоте или подняться с определенной скоростью.

Уже были сделаны прогнозы, чтобы определить, где приземлится полезная нагрузка, опять же с использованием превосходного онлайн-программного обеспечения на habhub.org. Больше всего нас беспокоил ветер, который, судя по всему, заставил полезные грузы приземлиться в Северном море. В тот день, когда было ветрено, ветер достаточно утих, чтобы мы могли спуститься на воду и ожидать, что наш полезный груз упадет на сухую сторону побережья Норфолка.

Воздушные шары были надуты, программное обеспечение слежения было протестировано еще раз, а затем был выпущен первый воздушный шар (после небольшой паузы, позволяющей «Спитфайру» беспрепятственно добраться до Даксфорда – слабаки). Некоторые члены команды начали бежать к преследующим машинам, а остальные вернулись к Башням Пи, чтобы следить за потоком данных и издавать «ооо» и «ааа», когда каждое фантастическое изображение возвращалось на Землю.

«Наша пчела выжила и рассказала эту историю, как и Дарт Вейдер из Lego и многие другие. Это был феноменальный успех».

Один полезный груз оказался в море, остальные были восстановлены. Впервые такое количество воздушных шаров было запущено одновременно, и это вызвало большой ажиотаж в сообществе ВЦВ. День завершился вскрытием полезной нагрузки и извлечением изнутри различных космических людей. Наша пчела выжила и рассказала эту историю, как и Дарт Вейдер из Lego и многие другие. Это был феноменальный успех.

Однако самое замечательное во всем этом — не воздушные шары, не Raspberry Pi, не дополнительные платы и даже не фотографии. Это люди. Люди, которые сделали это возможным. Люди, принимавшие участие. Сообщество Raspberry Pi в целом и Raspberry Pi Foundation в частности.

Тим Пик, первый официальный британский астронавт, поднимет Raspberry Pi выше, чем когда-либо, и самое замечательное в том, что мы все сможем поделиться этим опытом, все смогут извлечь из него уроки. Летай безопасно, Тим, но, прежде всего, получай удовольствие! Он будет в космосе с Raspberry Pi – как он мог не развлечься?

Если вы, как и все мы, застряли на Земле, найдите местный малиновый джем и отправляйтесь туда. Освободите своего внутреннего компьютерщика. Вы знаете, что хотите.

В заключение я хотел бы поблагодарить Фонд Raspberry Pi за то, что он позволил мне приблизиться к Pi Towers, а также мою школу (Сток-колледж, Саффолк) за то, что они всем сердцем приняли Raspberry Pi. Это позволило мне вчера вечером отправить домой пятерых очень взволнованных учеников с пятью моими Pi и первыми пятью комплектами робототехники CamJam EduKit 3, которые только что прибыли из PiHut. Я не давал им никаких указаний, просто попросил построить мне робота. Не могу дождаться, чтобы увидеть, что прибудет.

ЧИТАЙТЕ ДАЛЬШЕ: 17 лучших проектов, которые вы можете попробовать с Raspberry Pi