Wielkie wyzwanie i kosmiczne lekcje

Ryk rakiety to wcale nie jest koniec nerwówki. Gdy smukły jak ołówek pocisk wzbił się w niebo, dla obserwujących go młodych inżynierów liczyło się tylko jedno: czy wszystko zadziała? Czy projekt, nad którym pracowali od miesięcy, okaże się sukcesem?

Tym razem celem nie był kosmos, choć urządzenia znajdujące się na pokładzie rakiety miały symulować prawdziwą, kosmiczną misję. To CanSaty – sondy badawcze wielkości puszki od napoju, nafaszerowane elektroniką, nadajnikami, czujnikami i projektowanymi przez uczniów eksperymentami.

Start rakiety – do którego doszło w połowie kwietnia na Pustyni Błędowskiej – był zwieńczeniem konkursu, w ramach którego uczniowie i uczennice szkół średnich z całej Polski rywalizują o to, kto najlepiej przeprowadzi cały, złożony projekt. Ich pojazdy nie trafiają na orbitę – sondy są uwalniane z rakiety na wysokości około 2 km – ale osiągnięcie młodych inżynierów jest galaktyczne.

– To zadanie niezwykle skomplikowane, i przez to jest prawdziwym poligonem do sprawdzenia i rozwijania różnych kompetencji – mówi Aleksander Jasiak, koordynujący w Centrum Nauki Kopernik program ESERO-Polska. – To nie tylko kwestia zaprojektowania i stworzenia oprzyrządowania elektronicznego, ale też pozyskania środków, wypromowania projektu czy koordynacji pracy w zespole.

Konkurs CanSat, organizowany przy wsparciu firmy Boeing, jest częścią programu edukacji kosmicznej ESERO-Polska (European Space Education Resources Office), który Centrum Nauki Kopernik od 10 lat realizuje we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA). Program ten powstał, by inspirować młodych ludzi do odkrywania wszechświata i rozwijania pasji naukowych. Dzięki współpracy z ESA program ma charakter międzynarodowy i gwarantuje wysoki poziom merytoryczny. Tylko w Polsce każdego roku w konkurs angażuje się nawet kilkuset uczniów z całego kraju.

W przypadku zwycięzców tegorocznej edycji, zespołu ReSat, nie tylko z kraju. Zespół tworzyli uczniowie ze szkół z Warszawy, Bielska-Białej, Szczecina i... Anglii.

– To na pewno była dla nas bardzo ważna lekcja, bo mimo że pracowaliśmy zdalnie, musieliśmy cały czas ze sobą współpracować – mówi kierujący zespołem Michał Mueller, na co dzień uczący się w brytyjskiej Worth School. Ich codziennością stały się spotkania na Zoomie, dłubanie przy elektronice, modelowanie i drukowanie części w 3D oraz walka o dogranie wszystkich elementów pojazdu na odległość. – Trzeba było bardzo dobrze planować czas, pogodzić to wszystko ze szkołą, co wcale nie jest takie oczywiste, bo praca nad satelitą zajmowała często nawet kilkanaście godzin tygodniowo.

– To jedna z bardzo rzadkich okazji dla uczniów szkół średnich, żeby móc sprawdzić swoje umiejętności w niestandardowy sposób. Nie polega on na pisaniu testów, tylko na faktycznym, praktycznym przykładzie – mówi Kajetan Rachwał, lider zespołu CANpernicus, który tryumfował w konkursie w 2017 r., a dziś, już jako inżynier, zajmuje się robotyką i sztuczną inteligencją. – Projekt jest trudny, bardzo wielodyscyplinarny, zawiera mnóstwo powiązanych elementów i jest faktycznie za duży dla jednej osoby. Wymaga bardzo dużej kooperacji, wielu różnych perspektyw, żeby zakończył się sukcesem. A jednocześnie jest motywujący i satysfakcjonujący dla uczestników, którzy się przy nim uczą, bawią i mają okazję przeżyć naprawdę niesamowite doświadczenia.

I zdobyć doświadczenie w branży, która przeżywa w Polsce błyskawiczny rozwój. Według danych Polskiej Agencji Kosmicznej, rodzimy przemysł kosmiczny to już ponad 400 firm zatrudniających ponad 15 tysięcy osób. To może najdynamiczniej rozwijająca się w naszym kraju gałąź przemysłu wysokich technologii. Polskie urządzenia znajdują się na pokładach europejskich i amerykańskich sond kosmicznych, Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a w naszym kraju powstają już całe, kompleksowe linie produkcyjne satelitów. Uczestnicy konkursu podczas prac nad swoimi projektami mają bezpośredni kontakt z przedstawicielami tej branży. Dla wielu z nich to droga do wielkich kosmicznych projektów. Zwycięska drużyna weźmie udział w warsztatach inżynieryjnych organizowanych przez ESA w Centrum Technologicznym ESTEC w Holandii.

– Realizujemy program edukacji kosmicznej, bo wierzymy, że oprócz rozwijania wśród uczniów i uczennic różnych kompetencji, jest to też impuls, który za kilka czy kilkanaście lat może budować konkurencyjność naszej gospodarki. Uczniowie mają fajne doświadczenie, które może pokierować ich późniejszymi wyborami życiowymi. Oferujemy wachlarz możliwości i cieszymy się, że towarzyszą temu emocje, zaangażowanie i po prostu radość z działania – opowiada Aleksander Jasiak.

A emocje są do samego końca, bo, jak w każdej dużej misji kosmicznej, niespodzianki zdarzają się nawet tuż przed samym startem. Zespół Michała Muellera, który w swoim satelicie zabudował system odzyskujący energię podczas opadania urządzenia na spadochronie, na zaledwie 20 minut przed startem odkrył, że jedna z linek spadochronu zerwała się, co oznaczało, że cały lot skończyłby się małą katastrofą.

– Trzeba było wszystko na szybko wszywać w ostatniej chwili, żeby nasza praca nie poszła na marne. Innemu zespołowi przestał działać system GPS. Komuś innemu zepsuł się czujnik, inny zespół miał problem z kartą microSD. Prace trwały przez całą noc, do ostatniej chwili, ale jednocześnie wszyscy bardzo solidarnie pomagali sobie nawzajem – mówi Mueller. – Duch współpracy między drużynami był wspaniały – dodaje Rachwał. – Sam start był ekscytujący, ale do końca było sporo strachu: czy wszystko zadziała? Czy w ogóle uda nam się znaleźć naszego CanSata po lądowaniu?

Nie zawsze wszystko działało. Ale to też ważna lekcja z tego konkursu. Mechanizm odzyskiwania energii ReSat zablokował się, bo wplątała się w niego linka. W sondzie zespołu Rachwała przesunął się lut, który przerwał nadawanie sygnału. Ale nie chodzi o to, żeby wszystko zadziałało doskonale. Liczy się dokładność, metodyczność pracy – i pomysłowość. W końcu nawet wielkie kosmiczne laboratoria czasem szwankują, bo tysiące kilometrów od Ziemi zacięła się jakaś sprężynka.

– Jury konkursu ocenia innowacyjność projektu i drogę, jaką przez pół roku pokonał zespół – podkreśla Jasiak. – W sektorze kosmicznym jest tak, że czasem losowy przypadek sprawia, iż nawet miliardy pójdą z dymem, ale to nie znaczy, że nie dokonano żadnych postępów.

Przez cały czas trwania konkursu zespoły mogą liczyć na wsparcie. Cykle szkoleń, warsztaty, pomoc mentoringowa jurorów. Dostają też CanSat Kit – podstawowy zestaw elektroniczny do zbudowania satelity. Uczestnicy podkreślają, że ważne jest, by przynajmniej kilka osób z zespołu miało doświadczenie w majsterkowaniu czy projektowaniu. Ale nie oznacza to, że wszyscy już w punkcie wyjścia muszą być ekspertami od elektroniki czy programowania. Wymiana doświadczeń, punktów widzenia, uzupełnianie się mocnych stron w ramach zespołu są kluczowym elementem całego procesu. W przypadku zespołu Rachwała istotną rolę w projekcie odegrała osoba z klasy o profilu... prawniczym.

– Wiedzieliśmy, że komunikacja będzie bardzo ważnym elementem projektu, ale nie czuliśmy się na siłach, żeby rozmawiać z mediami czy instytucjami pokroju urzędów miasta – mówi lider CANpernicus. – A to okazało się kluczowe do pozyskania funduszy na budowę CanSata.

Konkurs CanSat jest flagowym projektem ESERO-Polska, ale cały program edukacji kosmicznej oferuje o wiele szerszy wachlarz możliwości. Wśród realizowanych pod szyldem ESERO konkursów są m.in. AstroPi, pozwalający uczniom programować komputer znajdujący się na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i przy okazji nauczyć się podstaw programowania w języku Python i współpracy w zespole. Albo Climate Detectives, w ramach którego uczniowie uczą się obserwować swoje najbliższe otoczenie i szukać rozwiązań, które poprawiają jakość życia wszystkich w ich lokalnej społeczności.

– Zachęcamy młode osoby do tego, by skupiły się na problemach ekologicznych w ich lokalnym środowisku. Zastanowiły, co się zmienia w ich otoczeniu i z czym może to być związane – tłumaczy Jasiak. – To przygoda badawcza, ale też szlifowanie naukowego sposobu myślenia, stawiania dobrych pytań. Inwestujemy wiele w pracę z nauczycielami, rozwijamy ich warsztat, by mogli tę tematykę kosmiczną wprowadzać do szkół.

Nauczyciele i edukatorzy zapraszani są na coroczną konferencję „Kosmos w szkole”. Mogą też uczestniczyć w cyklicznych webinariach czy w ramach projektu „Lekcje nie z tej Ziemi” zaprosić na swoje lekcje ekspertów i ekspertki z sektora kosmicznego.

– Większość dzieci przeżywa etap fascynacji dinozaurami, archeologią czy kosmosem. Nauczyciel może wykorzystać to zainteresowanie, żeby łatwiej i skuteczniej przekazywać wiedzę. Bo prawa fizyczne, które i tak są na lekcjach, można wprowadzić, używając analogii do misji kosmicznej. Dlatego angażujemy się w pracę z nauczycielami, by mogli rozwijać swój warsztat i wprowadzać tematykę kosmiczną do szkół – mówi Jasiak.

ESERO organizuje także konkurs Moon Camp, w ramach którego uczniowie projektują bazy księżycowe łącząc naukę ze sztuką, ale także Mission X, który zachęca uczniów (w wieku 7-14 lat), by „trenowali jak astronauci”. Zgłoszenie się do każdego z tych programów i konkursów wymaga zazwyczaj jedynie zgromadzenia zespołu – i opiekuna, najczęściej nauczyciela. Kolejna edycja konkursu CanSat rozpocznie się już we wrześniu.

– Trzeba znaleźć sobie ekipę do sześciu osób i znaleźć nauczyciela, nauczycielkę, którzy będą gotowi poprowadzić, opiekować się zespołem – mówi Jasiak. –  Na stronach Centrum Nauki Kopernik we wrześniu znajdzie się informacja o rozpoczęciu nowej edycji konkursu. W tym roku zgłosiło się 110 zespołów z całej Polski, ale liczymy na pobicie rekordu.

A co to daje w dalszej perspektywie? – Jedną z najważniejszych rzeczy, z których nie zdawałem sobie sprawy przed konkursem, jest to, jak cenne zdobywa się doświadczenie w zakresie kompetencji miękkich. W zakresie pracy z zespole, w zakresie rozwiązywania konfliktów – mówi Rachwał. – Takie konkursy dają to młodym ludziom bardzo wcześnie, pozwalają rozwinąć umiejętności, na które nie ma przestrzeni na zwykłych lekcjach. Ten projekt jest długofalowy, przez cały czas jego trwania członkowie zespołu muszą ze sobą współpracować, co doskonale emuluje współczesne środowisko pracy. 

W ciągu 10 lat z programu ESERO-Polska skorzystało ponad 42 tysiące uczniów i 17 tysięcy nauczycieli. Dzieje się to przy dużym wsparciu Ambasadorów Kosmicznych – pasjonatów i popularyzatorów edukacji kosmicznej w całej Polsce. To jednak nie jedyny sposób docierania z ESERO w najdalsze zakątki Polski. Centrum Nauki Kopernik koordynuje więcej inicjatyw, które łączą nauczycieli i edukatorów w całym kraju. Kluby Młodego Odkrywcy oraz lokalne centra nauki SOWA – Strefy Odkrywania, Wyobraźni i Aktywności – tworzą gęstą sieć współpracy i wymiany doświadczeń. Dzięki nim program ESERO może trafiać z inspirującymi treściami kosmicznymi do najróżniejszych miejsc – od dużych miast po małe miejscowości – i wspierać rozwój kompetencji nie tylko uczniów, ale też tych, którzy ich uczą i inspirują.

Więcej o ESERO: esero.kopernik.org.pl lub 10 lat ESERO Polska