العد التنازلي للإطلاق: فريق طلاب الهندسة بجامعة جورج ميسون يتعاونون للوصول إلى مرتفعات النجوم باستخدام قمر صناعي
بقلم نانسي هيلميش
"امتلك الجميع جزءًا من المشروع ، مما ساعد في إدارة عبء العمل". - لينا الحاج ـ طالبة في هندسة النظم
درس طلاب الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات المشروع من حيث مكونات الدوائر. أخذ كبار السن في الهندسة الميكانيكية في الاعتبار المواد المسموح بها في الفضاء ، وكان طلاب هندسة النظم يبحثون ما إذا كانت المهمة تلبي جميع المتطلبات والأهداف ". - هينا فاطمة من كبار قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات
"يتطلب الأمر تنسيقًا للقيام بمشروع بهذا الحجم. الاختبار هو نصف المشروع ، لكن من الصعب تصديقه حتى تراه." - ماثيو هيرمان ، خريج هندسة النظم
"كان لدينا جميعًا أفكار مختلفة حول كيفية وضع الأمور. في كل مرة عقدنا فيها اجتماعًا ، عملنا معًا وتحدثنا من خلال خلافاتنا ". - براندون جودريتش ، خريج هندسة ميكانيكية
"الهدف طويل المدى هو إشراك طلاب التصميم الكبار في تصميم قمرهم الصناعي ومسارهم الخاص إلى الفضاء." - بيتر باتشوفيتش ، أستاذ مساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات
قام طلاب هندسة Mason Engineering بقفزة عملاقة في الأبحاث المعقدة المتعلقة بالفضاء هذا العام.
عمل فريق تصميم كبير مكون من 14 طالبًا من ثلاثة أقسام هندسية معًا طوال العام في ثلاث تجارب يتم دمجها في قمر صناعي واحد صغير بحجم هاتفين ذكيين.
من المقرر أن يأخذ القمر الصناعي ، المسمى ThinSat ، التجارب العلمية إلى مدار الأرض السفلي في الربيع المقبل على صاروخ ، وتتمثل مهمته الرئيسية في نقل البضائع إلى محطة الفضاء الدولية التابعة لناسا. ThinSats على الظهر في مهمة الشحن.
عمل طلاب هندسة Mason من ثلاثة أقسام معًا في فريق تصميم كبير لإنشاء ثلاث تجارب سيتم إرسالها إلى مدار الأرض السفلي على قمر صناعي صغير يسمى ThinSat. في الصورة من اليسار إلى اليمين: لو ترونج ، وهينا فاطمة ، وإرميا تيري ، وأليكس موراو ، وبراندون جودريتش ، وتميم صديقي.
يقول بيتر باشوفيتش ، كبير مستشاري هيئة التدريس ، الأستاذ المشارك في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر: "تعاون الطلاب من مختلف التخصصات في تصميم التجارب وتنفيذها واختبارها ثم دمج كل شيء في بنية تحتية تتوافق مع متطلبات ناسا".
قدم الطلاب في قسم هندسة النظم وبحوث العمليات (SEOR) معلمات للتصميمات وساعدوا في اختبار المشاريع بعد إنشائها ، بينما قام كبار السن في الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات (ECE) والهندسة الميكانيكية (ME) بإنشاء الأجهزة والبرمجيات للتجارب والتي تشمل:
درع بطارية حراري جديد لحماية بطارية ليثيوم بوليمر من درجات حرارة التجمد أثناء الكسوف - صممه طلاب الهندسة الميكانيكية.
طريقة لمسح مجموعة من الترددات الراديوية الفائقة التي يستخدمها راديو هام لمعرفة أيها مناسب للاتصالات الساتلية غير المكلفة وذات النطاق الترددي المنخفض في منطقة واشنطن العاصمة - وهو مشروع من كبار السن في اللجنة الاقتصادية لأوروبا.
مقارنة بين نظامين يعملان بالطاقة الشمسية لمعرفة أيهما أكثر كفاءة - أيضًا من طلاب ECE.
يقول لانس شيري ، الأستاذ المشارك في هندسة النظم وبحوث العمليات ، إن الطلاب حصلوا على خبرة في هندسة العالم الحقيقي. "عندما نبني طائرات أو أنظمة معقدة أخرى ، لا يوجد ما يكفي من الوقت أو الفضاء أو الطاقة."
يقول إن أحد أكبر الأشياء التي تعلمها الطلاب في هذا هو كيفية تخصيص موارد محدودة للتوصل إلى تصميم مثالي نظرًا للقيود.
بعد أن قام كبار السن من ECE و ME ببناء مكونات التجارب ، قاموا بإعطائها لمجموعة هندسة النظام للاندماج في ThinSat لبدء الاختبار.
تضمن أحد الاختبارات وضع ThinSat على طاولة اهتزاز ، ثم هز الطاولة لبضع ساعات لمحاكاة ما سيكون عليه الحال عند الإطلاق. تقول شيري: "إنها رحلة صعبة للغاية".
اختبار آخر وضع البطاريات في فراغ متزايد حتى تفرقع. تقول لينا الحاج ، طالبة هندسة النظم ، "من الأفضل معرفة حدود التصميم في المختبر أكثر من اكتشافه بعد إطلاقه".
كان العمل الجماعي ضروريًا لأن المشاريع الهندسية المعقدة نادرًا ما يتم تنفيذها خارج بيئة متعددة التخصصات ، كما يقول روبرت جالو ، مدير المشاريع العليا للهندسة الميكانيكية.
أليكس موراو ، براندون جودريتش ، وإستيبان بيريز ، أعضاء فريق تصميم كبير يُدعى أستيريا ، يعملون على درع بطارية حراري جديد لحماية بطارية ليثيوم بوليمر.
يقول براندون جودريتش ، كبير في الهندسة الميكانيكية أطلق على الفريق اسم أستيريا بعد إلهة النجوم اليونانية ، إن التجربة علمته دروسًا قيمة حول العمل مع أشخاص ذوي وجهات نظر تصميمية متنوعة. "كان لدينا جميعًا أفكار مختلفة حول كيفية وضع الأمور. في كل مرة عقدنا فيها اجتماعًا ، عملنا معًا وتحدثنا من خلال خلافاتنا ".
توافق هينا فاطمة ، طالبة في كلية الطفولة المبكرة ، على هذا الرأي. "نظر طلاب ECE إلى المشروع من حيث مكونات الدائرة. أخذ كبار السن في الهندسة الميكانيكية في الاعتبار المواد المسموح بها في الفضاء ، وكان طلاب هندسة النظم يبحثون ما إذا كانت المهمة تلبي جميع المتطلبات والأهداف ".
يقول الحاج إن الجميع امتلكوا قطعة من المشروع ، مما ساعد في إدارة عبء العمل.
يتطلب الأمر تنسيقًا للقيام بمشروع بهذا الحجم ، كما يضيف ماثيو هيرمان ، كبير مهندسي النظم. "الاختبار هو نصف المشروع ، لكن من الصعب تصديقه حتى تراه."
تقوم Virginia Space و Twiggs Space Lab ، رعاة المشروع ، باختبار ماسون ThinSat في منطاد على ارتفاع عالٍ للتأكد من أن كل شيء جاهز للإطلاق.
في العام المقبل ، من المقرر إطلاق القمر الصناعي وأقمار ثينسات الأخرى في صاروخ من ميناء الفضاء الإقليمي في منتصف المحيط الأطلسي ، جزيرة والوبس ، فيرجينيا.
يقول باتشوفيتش إن الصغار ينتظرون في الأجنحة لتولي المشاريع ، بالإضافة إلى تصميم تجارب أخرى لـ ThinSat أخرى.
لديه تطلعات أخرى لطلاب الهندسة في المستقبل. "الهدف طويل المدى هو إشراك طلاب التصميم الكبار في تصميم قمرهم الصناعي ومسارهم الخاص إلى الفضاء."
يقول شيري: "تتمتع Mason بموقع فريد لتزويد الطلاب بفرصة التعلم العملي المذهلة في أحد المجالات الهندسية الأسرع نموًا".
دعونا العد التنازلي يبدأ.
ضم كبار السن في الفريق:
الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات : هينا فاطمة (رئيس) ، غابي حداد ، ريغان جيليت ، تميم صديقي ، جاي ديوروخكار ، جيريميا تيري ، لو ترونغ
الهندسة الميكانيكية : براندون جودريتش (رئيس) ، أليكس موراو ، إستيبان بيريز
هندسة النظم : لينا الحاج (رئيس) ، ماثيو هيرمان (رئيس) ، مايكل جوردان ، رغد الأحمدي