Đếm ngược đến ngày phóng: Các sinh viên kỹ thuật của Đại học George Mason lập nhóm để đạt đến độ cao đầy sao bằng vệ tinh
Bởi Nanci Hellmich
"Mọi người đều sở hữu một phần của dự án, giúp quản lý khối lượng công việc." — Lena Elhajj, sinh viên năm cuối về kỹ thuật hệ thống
“Các sinh viên kỹ thuật điện và máy tính đã xem xét dự án về các thành phần mạch. Các sinh viên năm cuối ngành kỹ thuật cơ khí xem xét các vật liệu được phép sử dụng trong không gian và các sinh viên ngành kỹ thuật hệ thống đang xem xét liệu sứ mệnh có đáp ứng tất cả các yêu cầu và mục tiêu hay không.” — Hina Fatima, sinh viên năm cuối khoa kỹ thuật điện và máy tính
"Cần có sự phối hợp để thực hiện một dự án lớn như vậy. Thử nghiệm là một nửa dự án, nhưng thật khó tin cho đến khi bạn nhìn thấy nó." — Matthew Herman, sinh viên năm cuối về kỹ thuật hệ thống
“Tất cả chúng tôi đều có những ý tưởng khác nhau về cách sắp xếp mọi thứ. Mỗi khi chúng tôi có một cuộc họp, chúng tôi đã làm việc cùng nhau và nói chuyện về những khác biệt của chúng tôi. — Brandon Goodrich, sinh viên năm cuối ngành cơ khí
“Mục tiêu dài hạn là thu hút sinh viên thiết kế cao cấp thiết kế vệ tinh của riêng họ và con đường của riêng họ vào không gian.” — Peter Pachowicz, phó giáo sư kỹ thuật điện và máy tính
Sinh viên Kỹ thuật Mason đã có một bước nhảy vọt trong nghiên cứu liên quan đến không gian phức tạp trong năm nay.
Một nhóm thiết kế cấp cao với 14 sinh viên từ ba khoa kỹ thuật đã làm việc cùng nhau cả năm trên ba thí nghiệm đang được tích hợp vào một vệ tinh nhỏ có kích thước bằng hai chiếc điện thoại thông minh.
Vệ tinh, được gọi là ThinSat , được lên kế hoạch đưa các thí nghiệm khoa học vào quỹ đạo thấp hơn của Trái đất vào mùa xuân tới trên một tên lửa, có nhiệm vụ chính là vận chuyển hàng hóa đến Trạm Vũ trụ Quốc tế của NASA. Cõng ThinSats trong nhiệm vụ vận chuyển hàng hóa.
Các sinh viên kỹ thuật Mason từ ba khoa đã làm việc cùng nhau trong một nhóm thiết kế cao cấp để tạo ra ba thí nghiệm sẽ được gửi vào quỹ đạo thấp hơn của Trái đất trên một vệ tinh nhỏ, được gọi là ThinSat. Ảnh từ trái sang phải: Lê Trường, Hina Fatima, Jeremiah Terrie, Alex Mourao, Brandon Goodrich, và Tameem Siddiquee.
Peter Pachowicz , phó giáo sư kỹ thuật điện và máy tính, cho biết: “Các sinh viên từ các ngành khác nhau đã hợp tác để thiết kế, thực hiện và thử nghiệm các thí nghiệm, sau đó tích hợp mọi thứ vào một cơ sở hạ tầng tuân thủ các yêu cầu của NASA.
Các sinh viên trong Khoa Nghiên cứu Vận hành và Kỹ thuật Hệ thống (SEOR) đã cung cấp các tham số cho các thiết kế và giúp kiểm tra các dự án sau khi chúng được tạo ra, trong khi sinh viên năm cuối của Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính (ECE) và Cơ khí (ME) tạo ra phần cứng và phần mềm cho các thí nghiệm, bao gồm:
Tấm chắn pin nhiệt mới để bảo vệ pin lithium polymer khỏi nhiệt độ đóng băng khi nhật thực — do các sinh viên kỹ thuật cơ khí thiết kế.
Một phương pháp quét dải tần số vô tuyến siêu cao được sử dụng bởi đài phát thanh ham để xem tần số nào phù hợp với truyền thông vệ tinh băng thông thấp, rẻ tiền ở khu vực Washington, DC — một dự án từ các tiền bối ECE.
So sánh hai hệ thống chạy bằng năng lượng mặt trời để tìm ra hệ thống nào hiệu quả hơn — cũng từ các sinh viên ECE.
Lance Sherry , phó giáo sư về nghiên cứu vận hành và kỹ thuật hệ thống, cho biết các sinh viên đã có kinh nghiệm về kỹ thuật trong thế giới thực. “Khi chúng tôi chế tạo máy bay hoặc các hệ thống phức tạp khác, không bao giờ có đủ thời gian, không gian hoặc năng lượng.”
Ông nói, một trong những điều lớn nhất mà các sinh viên học được trong quá trình này là cách phân bổ các nguồn lực hạn chế để đưa ra một thiết kế tối ưu với những hạn chế.
Sau khi các tiền bối ECE và ME xây dựng các thành phần của thí nghiệm, họ đã giao chúng cho nhóm kỹ sư hệ thống để tích hợp vào ThinSat để bắt đầu thử nghiệm.
Một thử nghiệm bao gồm đặt ThinSat lên một bàn rung, sau đó lắc bàn trong vài giờ để mô phỏng nó sẽ như thế nào khi quá trình ra mắt diễn ra. “Đó là một chuyến đi rất khó khăn,” Sherry nói.
Một thử nghiệm khác đặt pin vào môi trường chân không tăng dần cho đến khi chúng nổ tung. Lena Elhajj, sinh viên năm cuối về kỹ thuật hệ thống cho biết: “Tốt hơn là nên tìm hiểu những giới hạn của thiết kế trong phòng thí nghiệm hơn là sau khi nó được tung ra thị trường.
Robert Gallo, giám đốc dự án cấp cao về kỹ thuật cơ khí, cho biết làm việc theo nhóm là điều cần thiết vì các dự án kỹ thuật phức tạp hiếm khi được thực hiện bên ngoài môi trường đa ngành.
Alex Mourao, Brandon Goodrich và Esteban Perez, thành viên của nhóm thiết kế cấp cao có tên là Asteria, đang nghiên cứu một tấm chắn pin nhiệt mới để bảo vệ pin lithium polymer.
Brandon Goodrich, sinh viên năm cuối ngành kỹ thuật cơ khí, người đã đặt tên cho nhóm là Asteria theo tên một nữ thần các vì sao của Hy Lạp, cho biết trải nghiệm này đã dạy cho anh những bài học quý giá về cách làm việc với những người có quan điểm thiết kế đa dạng. “Tất cả chúng tôi đều có những ý tưởng khác nhau về cách sắp xếp mọi thứ. Mỗi khi chúng tôi có một cuộc họp, chúng tôi đã làm việc cùng nhau và nói chuyện về những khác biệt của chúng tôi.
Hina Fatima, học sinh cuối cấp ECE, đồng ý. “Các sinh viên ECE đã xem xét dự án về các thành phần mạch. Các sinh viên năm cuối ngành kỹ thuật cơ khí xem xét các vật liệu được phép sử dụng trong không gian và các sinh viên ngành kỹ thuật hệ thống đang xem xét liệu sứ mệnh có đáp ứng tất cả các yêu cầu và mục tiêu hay không.”
Elhajj cho biết mọi người đều sở hữu một phần của dự án, giúp quản lý khối lượng công việc.
Matthew Herman, sinh viên năm cuối về kỹ thuật hệ thống, cho biết thêm: Cần có sự phối hợp để thực hiện một dự án lớn như thế này. “Thử nghiệm là một nửa dự án, nhưng thật khó tin cho đến khi bạn nhìn thấy nó.”
Virginia Space và Twiggs Space Lab , các nhà tài trợ của dự án, đang thử nghiệm Mason's ThinSat trong khinh khí cầu ở độ cao lớn để đảm bảo mọi thứ đã sẵn sàng phóng.
Năm tới, vệ tinh và các ThinSats khác được lên kế hoạch phóng bằng tên lửa từ Sân bay vũ trụ khu vực giữa Đại Tây Dương , Đảo Wallops, Virginia.
Pachowicz cho biết các đàn em đang chờ đợi để tiếp quản các dự án, cũng như thiết kế các thử nghiệm khác cho một ThinSat khác.
Anh có những nguyện vọng khác cho những sinh viên kỹ thuật tương lai. “Mục tiêu dài hạn là thu hút sinh viên thiết kế cao cấp thiết kế vệ tinh của riêng họ và con đường của riêng họ vào không gian.”
Sherry nói: “Mason có vị trí đặc biệt để cung cấp cho sinh viên cơ hội học tập thực hành đáng kinh ngạc này trong một trong những lĩnh vực kỹ thuật đang phát triển nhanh nhất.
Hãy bắt đầu đếm ngược.
Các tiền bối trong đội bao gồm:
Kỹ thuật Điện và Máy tính : Hina Fatima (chính), Gabe Haddad, Reagan Gillette, Tameem Siddiquee, Jay Deorukhkar, Jeremiah Terrie, Le Truong
Kỹ thuật cơ khí : Brandon Goodrich (chính), Alex Mourao, Esteban Perez
Kỹ thuật hệ thống : Lena Elhajj (chính), Matthew Herman (chính), Michael Jordan, Raghad Alahmadi