Els estudiants dissenyen missions de prospecció d’aigua lunar per al Concurrent Engineering Challenge 2022!


Agència

23/05/2022
29 vistes
2 agrada

En breu

Allotjat a Centre de formació i aprenentatge de l’ESA Academy, ESA-ESEC, Bèlgica, el Concurrent Engineering Challenge 2022 es va planificar originalment el 2020, però es va retardar a causa de la pandèmia de la COVID-19. L’espera va valdre la pena, ja que el repte, que finalment va durar del 4 al 8 d’abril de 2022, va resultar ser un gran èxit.

En profunditat

Col·laboracions entre Europa

Estudiants de l’EPFL amb els seus certificats

Hi van participar 16 estudiants universitaris de vuit diferents Estats membres de l’ESA i Canadàestretament tutoritzat per dos enginyers de sistemes de l’ESA de Sistemes de l’ESA i Enginyeria Concurrent Secció. S’hi van unir de forma remota dos grups addicionals d’estudiants i personal de suport d’universitats europees equipats amb els seus Instal·lacions d’enginyeria concurrents: EPFL, l’Institut Federal Suís de Tecnologia de Lausana (Suïssa); i Uni.lu, la Universitat de Luxemburg. En total, 39 estudiants universitaris han participat en aquest repte.

“L’organització va ser un gran èxit interdisciplinari des de la perspectiva del nostre equip”, ha explicat un coordinador d’Uni.lu. “El centre de recerca SnT on es troba la nostra instal·lació de disseny simultània significa ‘Centre interdisciplinari per a la seguretat, la fiabilitat i la confiança’. De la mateixa manera, el nostre equip d’estudiants tenia membres dels grups de recerca de Sistemes Espacials, Comunicacions Espacials i Robòtica Espacial de SnT. Per tant, reunir un equip interdisciplinari i liderar-los en el repte va ser una experiència molt gratificant per a nosaltres que simbolitza l’esperit de col·laboració interdisciplinari de SnT i les capacitats col·laboratives de l’enfocament del disseny concurrent”.

Resum de la missió: troba l’aigua lunar!

Alumnes Uni.Lu amb els seus certificats

L’objectiu era familiaritzar els estudiants amb l’Enginyeria Concurrent i també ajudar les universitats a desenvolupar les seves pròpies instal·lacions d’Enginyeria Concurrent. Per aconseguir-ho, els estudiants van rebre una hipotètica missió de dissenyar mitjançant l’Enginyeria Concurrent. Se’ls va informar que l’aigua a la Lluna és un recurs vital per a futures missions espacials al nostre veí celestial i a l’espai profund. Trobar i cartografiar fonts d’aigua lunar és molt difícil, de manera que els estudiants van tenir l’encàrrec de dissenyar una missió de prospecció per quantificar els recursos de gel d’aigua amagats a les regions ombrívoles properes als pols de la Lluna. El mapatge d’alta resolució s’ha d’aconseguir mitjançant reflectometria entre un Mothercraft i dos CubeSats en òrbita lunar.

“Aquest repte va ser una gran experiència!” va entusiasmar un estudiant de l’EPFL. “Vam tenir l’oportunitat de descobrir l’enfocament de l’Enginyeria Concurrent per dissenyar una missió lunar. L’ús d’aquest nou mètode de treball, la col·laboració i motivació dels alumnes, i el compromís de l’equip d’enginyeria han contribuït a que aquesta setmana sigui exitosa i enriquidora”.

Cada grup va proposar un nom i un pedaç de la missió:

  • ESEC: WOLF (Water-Ice Orbiter for the Luna Future)
  • Uni.lu: LuWIEx (Explorador de gel d’aigua lunar)
  • EPFL: DUMBO (Dual Moon Beam Orbiter)

A cadascun dels tres centres, els estudiants es van dividir en subequips per cobrir àrees clau:

  1. Subsistemes de control d’actitud i òrbita
  2. Comunicacions i tractament de dades
  3. Configuració
  4. Poder
  5. Propulsió
  6. Estructures i mecanismes
  7. Tèrmica
  8. Anàlisi de la trajectòria
Pedaços de missió 2

Els estudiants van començar a treballar aprenent sobre l’enfocament d’Enginyeria Concurrent dels Enginyers de Sistemes de la Secció d’Enginyeria de Sistemes i Concurrents de l’ESA. A continuació, se’ls va oferir l’oportunitat d’experimentar l’eina d’enginyeria basada en models simultània (COMET) que farien servir durant el repte. El següent a l’agenda va ser explorar les instal·lacions d’enginyeria simultània als seus llocs per descobrir els impressionants recursos a la seva disposició.

“Va ser una experiència increïble” va dir un estudiant participant de l’ESEC. “Podria aprendre més sobre l’enginyeria de sistemes, el disseny simultània i el treball a l’ESA des de dins. Vaig tenir l’oportunitat de dissenyar un satèl·lit sota la supervisió d’enginyers experimentats i conèixer gent meravellosa d’arreu del món!

Problemes i solucions

L’endemà, els tres grups van definir les seves fases de missió i els seus models de sistema. Van realitzar una primera iteració concurrent d’enginyeria, treballant en subequips en els diferents dissenys de subsistemes, fent els seus primers càlculs i pressupostos. Aviat es va descobrir que hi havia molts obstacles per superar perquè les seves missions tinguessin èxit, com ara la constatació que els coets Vega no es llancen a l’òrbita lunar, per la qual cosa es requeria una etapa de transferència addicional per transportar el Mothercraft i els CubeSats a la Lluna. Els estudiants no van competir entre ells, sinó que van utilitzar videoconferències i un fòrum en directe per compartir el progrés de cada dia, plantejar qualsevol dificultat particular que s’enfrontaven i rebre aportacions útils dels participants d’altres grups.

Aleshores es van completar més iteracions per millorar contínuament els dissenys de la missió. Els subsistemes de propulsió, comunicació i potència requerien una atenció especial, i els experts en configuració es van mantenir alerta a mesura que el disseny de cada subsistema canviava amb cada iteració!

Els grups van congelar els seus dissenys l’últim dia i van presentar els seus resultats als seus col·legues i als experts de l’ESA. Els tres grups van aconseguir idear un disseny de missió que complia els requisits i les limitacions estrictes. Curiosament, cada grup va identificar una òrbita diferent al voltant de la Lluna des de la qual operaria la Mothercraft, amb els impactes corresponents en els dissenys finals. Va ser fascinant per als estudiants descobrir altres dissenys finals de satèl·lit i veure com s’havien adoptat diferents solucions per superar els mateixos reptes.

“Aquesta va ser una setmana intensa amb un repte complex que va ser abordat per grups motivats i amb esperit d’equip”. va reflexionar un organitzador de l’EPFL. “El Concurrent Engineering Challenge 2022 va ser realment interessant tant en aspectes tècnics com en habilitats suaus. També va ser gratificant veure els resultats aconseguits en només uns dies”.

“El repte era realment educatiu”, va afegir un estudiant d’Uni.lu, “No només des de la perspectiva de l’Enginyeria Concurrent, sinó que també va donar una idea de com seria una funció professional en una agència espacial o una empresa d’enginyeria. L’experiència m’ha animat a seguir una carrera com a enginyer de sistemes de naus espacials”.

Per obtenir més informació sobre les futures oportunitats de formació de l’ESA Academy, consulteu el nostre oportunitats actuals.

Contacte: tlp@esa.int



Publicació original

Els estudiants dissenyen missions de prospecció d’aigua lunar per al Concurrent Engineering Challenge 2022!
Etiquetat a:                                    
A %d bloguers els agrada això: