นับถอยหลังสู่การเปิดตัว: นักศึกษาวิศวกรรมแห่งมหาวิทยาลัยจอร์จเมสันรวมทีมกันเพื่อไปให้ถึงยอดดวงดาวด้วยดาวเทียม

โดย แนนซี่ เฮลมิช

"ทุกคนเป็นเจ้าของส่วนหนึ่งของโครงการ ซึ่งช่วยจัดการภาระงาน" — Lena Elhajj ผู้อาวุโสด้านวิศวกรรมระบบ

“นักศึกษาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์มองโครงการในแง่ของส่วนประกอบของวงจร รุ่นพี่วิศวกรรมเครื่องกลพิจารณาวัสดุที่อนุญาตให้ใช้ในอวกาศ และนักศึกษาวิศวกรรมระบบกำลังดูว่าภารกิจตรงตามข้อกำหนดและเป้าหมายทั้งหมดหรือไม่” — Hina Fatima ผู้อาวุโสในภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์

"โครงการใหญ่ขนาดนี้ต้องอาศัยการประสานงาน การทดสอบมีชัยไปกว่าครึ่ง แต่ยากที่จะเชื่อจนกว่าจะได้เห็น" — Matthew Herman ผู้อาวุโสด้านวิศวกรรมระบบ

“เราทุกคนต่างมีความคิดที่แตกต่างกันว่าควรจะจัดวางอย่างไร ทุกครั้งที่เรามีการประชุม เราทำงานร่วมกันและพูดคุยถึงความแตกต่างของเรา” — Brandon Goodrich ผู้อาวุโสด้านวิศวกรรมเครื่องกล

“เป้าหมายระยะยาวคือการมีส่วนร่วมกับนักศึกษาออกแบบอาวุโสในการออกแบบดาวเทียมของตนเองและเส้นทางสู่อวกาศ” — Peter Pachowicz รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์

นักศึกษา วิศวกรรมศาสตร์ของ Mason ได้ก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการวิจัยเกี่ยวกับอวกาศที่ซับซ้อนในปีนี้

ทีมออกแบบอาวุโสซึ่งมีนักศึกษา 14 คนจากแผนกวิศวกรรม 3 แห่งทำงานร่วมกันตลอดทั้งปีในการทดลอง 3 รายการที่รวมเข้ากับดาวเทียมขนาดเล็กเพียงดวงเดียวที่มีขนาดเท่ากับสมาร์ทโฟน 2 เครื่อง

ดาวเทียมดวงนี้มีชื่อว่า ThinSat มีกำหนดจะนำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ขึ้นสู่วงโคจรระดับล่างของโลกด้วยจรวดในฤดูใบไม้ผลิปีหน้า ซึ่งมีภารกิจหลักในการส่งสินค้าไปยังสถานีอวกาศนานาชาติของ NASA ThinSats ขี่หลังในภารกิจขนส่งสินค้า

นักศึกษาวิศวกรรมเมสันจาก 3 แผนกทำงานร่วมกันในทีมออกแบบอาวุโสเพื่อสร้างการทดลอง 3 รายการที่จะส่งดาวเทียมขนาดเล็กที่เรียกว่า ThinSat ไปยังวงโคจรด้านล่างของโลก ภาพจากซ้ายไปขวา: Le Truong, Hina Fatima, Jeremiah Terrie, Alex Mourao, Brandon Goodrich และ Tameem Siddiquee

“นักศึกษาจากสาขาวิชาต่างๆ ร่วมมือกันออกแบบ ดำเนินการ และทดสอบการทดลอง จากนั้นรวมทุกอย่างไว้ในโครงสร้างพื้นฐานที่สอดคล้องกับข้อกำหนดของ NASA” Peter Pachowicz หัวหน้าคณะที่ปรึกษา รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์กล่าว

นักศึกษาใน ภาควิชาวิศวกรรมระบบและการวิจัยปฏิบัติการ (SEOR) จัดเตรียมพารามิเตอร์สำหรับการออกแบบและช่วยทดสอบโครงการหลังจากสร้างแล้ว ในขณะที่รุ่นพี่ใน วิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ (ECE) และ วิศวกรรมเครื่องกล (ME) สร้างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ สำหรับการทดลองซึ่งรวมถึง:

• แผงป้องกันแบตเตอรี่ระบายความร้อนแบบใหม่เพื่อป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์จากอุณหภูมิเยือกแข็งระหว่างเกิดสุริยุปราคา ซึ่งออกแบบโดยนักศึกษาวิศวกรรมเครื่องกล

• วิธีการสแกนช่วงความถี่วิทยุสูงพิเศษที่วิทยุแฮมใช้เพื่อดูว่าช่วงใดเหมาะสำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมแบนด์วิธต่ำราคาไม่แพงในเขตวอชิงตัน ดี.ซี. ซึ่งเป็นโครงการจากผู้อาวุโสของ ECE

• การเปรียบเทียบระบบพลังงานแสงอาทิตย์สองระบบเพื่อดูว่าระบบใดมีประสิทธิภาพมากกว่ากัน จากนักเรียน ECE

นักเรียนได้รับประสบการณ์ด้านวิศวกรรมในโลกแห่งความเป็นจริง Lance Sherry รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมระบบและการวิจัยการดำเนินงานกล่าว “เมื่อเราสร้างเครื่องบินหรือระบบที่ซับซ้อนอื่นๆ ไม่มีเวลา พื้นที่ หรือพลังงานเพียงพอ”

หนึ่งในสิ่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่นักเรียนได้เรียนรู้ในเรื่องนี้คือการจัดสรรทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดเพื่อให้ได้การออกแบบที่เหมาะสมที่สุดโดยคำนึงถึงข้อจำกัดต่างๆ เขากล่าว

หลังจากที่ผู้อาวุโส ECE และ ME สร้างส่วนประกอบของการทดลองแล้ว พวกเขามอบให้กลุ่มวิศวกรรมระบบเพื่อรวมเข้ากับ ThinSat เพื่อเริ่มการทดสอบ

การทดสอบครั้งหนึ่งรวมถึงการวาง ThinSat ลงบนโต๊ะที่มีการสั่นสะเทือน จากนั้นให้เขย่าโต๊ะเป็นเวลาสองสามชั่วโมงเพื่อจำลองว่าจะเป็นอย่างไรเมื่อมีการเปิดตัว “มันเป็นการเดินทางที่ทรหดมาก” เชอร์รี่กล่าว

การทดสอบอื่นทำให้แบตเตอรี่อยู่ในสุญญากาศที่เพิ่มขึ้นจนกระทั่งแบตเตอรี่แตกออก Lena Elhajj อาวุโสด้านวิศวกรรมระบบกล่าวว่า "ดีกว่าที่จะค้นหาว่าขีดจำกัดของการออกแบบคืออะไรในห้องแล็บมากกว่าหลังจากที่เปิดตัวแล้ว"

การทำงานเป็นทีมมีความสำคัญเนื่องจากโครงการวิศวกรรมที่ซับซ้อนมักไม่ค่อยดำเนินการนอกสภาพแวดล้อมแบบสหวิชาชีพ Robert Gallo ผู้อำนวยการโครงการอาวุโสด้านวิศวกรรมเครื่องกลกล่าว

Alex Mourao, Brandon Goodrich และ Esteban Perez สมาชิกของทีมออกแบบอาวุโสที่ชื่อว่า Asteria กำลังทำงานเกี่ยวกับแผงป้องกันแบตเตอรี่ระบายความร้อนแบบใหม่เพื่อปกป้องแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์

Brandon Goodrich ผู้อาวุโสด้านวิศวกรรมเครื่องกล ผู้ซึ่งขนานนามทีม Asteria ตามชื่อเทพีแห่งดวงดาวของกรีก กล่าวว่า ประสบการณ์ดังกล่าวได้สอนบทเรียนอันมีค่าแก่เขาเกี่ยวกับการทำงานร่วมกับผู้ที่มีมุมมองด้านการออกแบบที่หลากหลาย “เราทุกคนต่างมีความคิดที่แตกต่างกันว่าควรจะจัดวางอย่างไร ทุกครั้งที่เรามีการประชุม เราทำงานร่วมกันและพูดคุยถึงความแตกต่างของเรา”

Hina Fatima ผู้อาวุโสของ ECE เห็นด้วย “นักเรียน ECE มองโครงการในแง่ของส่วนประกอบของวงจร รุ่นพี่วิศวกรรมเครื่องกลพิจารณาวัสดุที่อนุญาตให้ใช้ในอวกาศ และนักศึกษาวิศวกรรมระบบกำลังดูว่าภารกิจตรงตามข้อกำหนดและเป้าหมายทั้งหมดหรือไม่”

ทุกคนเป็นเจ้าของส่วนหนึ่งของโครงการ ซึ่งช่วยจัดการภาระงาน Elhajj กล่าว

ต้องใช้การประสานงานในการทำโครงการขนาดใหญ่นี้ Matthew Herman อาวุโสด้านวิศวกรรมระบบกล่าวเสริม “การทดสอบเป็นเพียงครึ่งโครงการ แต่ยากที่จะเชื่อจนกว่าจะได้เห็น”

Virginia Space และ Twiggs Space Lab ซึ่งเป็นผู้สนับสนุนโครงการ กำลังทดสอบ ThinSat ของ Mason ในบอลลูนระดับความสูงเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างพร้อมสำหรับการเปิดตัว

ในปีหน้า ดาวเทียมและ ThinSats อื่นๆ มีกำหนดจะปล่อยจรวดจาก ท่าอวกาศภูมิภาคกลางมหาสมุทรแอตแลนติก เกาะ Wallops รัฐเวอร์จิเนีย

Pachowicz กล่าวว่า เด็กรุ่นเยาว์กำลังรอที่จะรับช่วงต่อโครงการ เช่นเดียวกับการออกแบบการทดลองอื่นๆ สำหรับ ThinSat อีกตัว Pachowicz กล่าว

เขามีแรงบันดาลใจอย่างอื่นสำหรับนักศึกษาวิศวกรรมศาสตร์ในอนาคต “เป้าหมายระยะยาวคือการมีส่วนร่วมกับนักศึกษาออกแบบอาวุโสในการออกแบบดาวเทียมของตนเองและเส้นทางสู่อวกาศ”

“Mason อยู่ในตำแหน่งที่ไม่เหมือนใครในการมอบโอกาสในการเรียนรู้ภาคปฏิบัติที่น่าทึ่งให้กับนักศึกษาในสาขาวิศวกรรมที่เติบโตเร็วที่สุดสาขาหนึ่ง” Sherry กล่าว

ให้เริ่มนับถอยหลัง

ผู้อาวุโสในทีมประกอบด้วย:

วิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ : Hina Fatima (แสดงนำ), Gabe Haddad, Reagan Gillette, Tameem Siddiquee, Jay Deorukhkar, Jeremiah Terrie, Le Truong

วิศวกรรมเครื่องกล : แบรนดอน กู๊ดริช (หัวหน้าทีม), อเล็กซ์ มูเรา, เอสเตบัน เปเรซ

วิศวกรรมระบบ : Lena Elhajj (นำ), Matthew Herman (นำ), Michael Jordan, Raghad Alahmadi