Űrkutatás a gyakorlati oktatásban
(Rovat: Korszerű oktatás, Hazai kutatóhelyek és űripar - 2009.10.30 14:00.)

Az Európai Űrügynökség (ESA) oktatási politikájában egyre nagyobb súllyal szerepel olyan projektek indítása és támogatása, melyekben egyetemi hallgatók aktívan részt vállalhatnak valós űrkutatási témákban.

Ilyenek például az ESEO és ESMO missziók, vagy az egyetemi CUBESAT típusú pikoholdak építése. Az űrkutatás oktatásba történő bevonása nem csupán a tématerület kulcsfontosságú szerepe és korszerűsége miatt lényeges, de a hallgatók figyelmének felkeltésén és a téma népszerűsítésén keresztül, az uniós szakembergárda megújulása érdekében is elengedhetetlen feladat.

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszékének Űrkutató csoportja közel 40 éve foglalkozik űreszközök fedélzeti energiaellátó rendszereinek fejlesztésével és építésével. A kutatómunka mellett a csoport a kezdetektől részt vállal oktatási feladatok ellátásában is. A hallgatók elsődlegesen az önálló, illetve a témalaboratórium című tárgyak keretén belül fakultatívan választhatnak a különféle űrkutatási témák közül. Ezekből a témákból számos diplomaterv és tudományos diákköri konferencia dolgozat is született.

A kétszintű oktatási rendszerben egyre nagyobb igény mutatkozik az űrkutatást népszerűsítő gyakorlati jellegű oktatási tevékenységre. Erre jó lehetőséget kínál egy több mérésből álló, alkalmanként eltérő tématerülettel foglalkozó laboratóriumi tárgy. Így a hallgatók átfogó képet, ízelítőt kapnak a laboratóriumi gyakorlatok során az összes tématerületről. Az egyik mérési alkalom feladataként kisműholdak napelemes energiaellátó rendszerének mérését vezettük be a harmadéves BSc képzésben résztvevő villamosmérnök hallgatók részére. A hallgatók egy kisméretű modellen végzett áramköri mérések közben ismerkedhetnek meg a kisműholdak tápellátó fedélzeti alrendszerének feladataival, felépítésével, a mechanikai struktúra kialakításának főbb irányelveivel. A gyakorlat során bemutatásra kerülnek olyan alkatrészek és anyagok is, amelyek kielégítik a szélsőséges környezeti körülményekből adódó követelményeket. Idén növeltük a modell kiépítettségét a 2008-ban indított laborgyakorlaton szereplő korábbi állapotához képest, valamint újabb, a természetes fény spektrumához közelebb eső fényforrás alkalmazására tértünk át.

Az ábrán látható mérési összeállítás az öt darab napelemtáblát tartalmazó újabb modell, a mesterséges megvilágítást biztosító új xenonlámpás műnap és a mérés egyszerű lebonyolítását szolgáló bemérő-kirendező egység kapcsolatát szemlélteti.

A mérés rendszerterve.

A hallgatók a mérés során felveszik az egyik napelemtábla jellemző U/I és U/P karakterisztikáit a modell MPPT (Maximum Power Point Tracker) áramkörének segítségével. Meghatározzák a rendszer energiaátviteli hatásfokát a megvilágítás intenzitásának és az akkumulátor feszültségének függvényében. Megvizsgálják az MPPT kimenő áramához tartozó telemetria vonal pontosságát a jelszint függvényében, illetve megfigyelik a napelemtábla hőmérsékletének változását és ennek hatásait. A mért adatokat számítógépen rögzítik, feldolgozzák, kiértékelik, és grafikusan ábrázolják. Végezetül egy összetett mérést és számítást igénylő feladatot kell megoldaniuk. Az egyes mérőcsoportok a négyórás időtartamra tervezett laborgyakorlat során a feladatok végzése közben választ kapnak az őket érdeklő műholdakkal kapcsolatos kérdésekre is, valamint tájékozódhatnak a legfrissebb űrkutatási hírekről és eseményekről.

A mérés a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium magyar űrkutatás fejlesztésének támogatására közzétett pályázati felhívására beadott, TP269-II/2008 témaszámú pályázat keretein belül valósult meg.

Szimler András
témavezető, BME HVT Űrkutató Csoport