Během září a října se zapojila více než padesátka škol do projektu Dotkni se vesmíru. Ten se zaměřuje na podporu polytechnického vzdělávání. Balóny budou žáci s učiteli vypouštět v září a říjnu z Prahy v několikahodinových intervalech dvakrát denně. Jde o projekt startupu STEAM Academy, který na školách rozvíjí výuku vědy, technologií, matematiky a umění. Jednou ze skupin žáků, které již projekt započaly, je Tým vesmírných nápravníků ze Základní školy Býšť v Pardubickém kraji. Jejich zážitky vám nyní přibližujeme.

Postřehy z vypouštění sondy Vesmírných Nápravníků

Náš tým „Vesmírní Nápravníci“ vypustil sondu 14. 9. 2021. Před vypuštěním sondy nám scházely postřehy a zkušenosti týmů, které sondy vypustily před námi. Protože teď již víme, co vše se nám honilo hlavou, a jaká byla nakonec realita, a také víme, na co bychom si dali větší pozor, pokusímes e v tomto krátkém článečku o některé naše postřehy podělit.  Neberte to jako rady někoho zkušeného (tím rozhodně nejsme), ale jako postřehy jednoho z vás. Kdyby organizátoři v našich postřezích shledali nějaké nepřesnosti, budeme rádi za upozornění. Navíc, každý let a každé hledání je unikátní a v podstatě nepředvídatelné. A to je na tom vlastně to hezké. Jaká byla naše příprava těsně před odletem? Otestovali jsme sondu a její chování v terénu. Například jsme zjistili, že pokud je na zemi, dosah je minimální (cca desítky metrů). Protože jsme byli zvědaví, kam by sonda mohla dopadnout, ještě před tím, než nám to odhadnou organizátoři (přibližné   souřadnice   zasílají   navečer   před   odletem), zkusili   jsme https://predict.habhub.org. Není to určitě přesné, ale na orientační stanovení oblasti postačující. Nastavili jsme si následující parametry (ty jsme odhadli na základě letu předchozí sondy):

„Hvězda“ je odhadované místo prasknutí balónu.

Pro nalezení vhodného místa pro umístění antény pátračů jsme zkusili:

• https://mapy.cz - tam jsme se mimo jiné dívali na rozhledny a vysílače – ty bývají umístěné tak, aby dobře vykryly nějakou oblast, ale na druhou stranu jsme se obávali možného rušení – neověřeno.
• http://heywhatsthat.com/ - pokud je zvoleno nějaké místo, vypočte se, kam je z daného místa vidět a umožňuje zobrazit profil terénu mezi dvěma místy.
• https://en-gb.topographic-map.com/maps/s5d7/Europe/ - barevně se zobrazuje nadmořská výška. Je možné velmi přehledně nalézt vrcholy, hřebeny, údolí. Předběžné hledání vhodného místa bylo nakonec dobré asi jen k tomu, abychom zjistili, že terén je v místech předpokládaného dopadu členitý (což jsme ale věděli i bez toho). Místo dopadu se změnilo oproti předpokládanému o několik km. V méně členitém terénu nebo pro orientaci, o jaký terén se jedná, by se tyto webové aplikace mohly hodit. Případně by mohl někdo pohodlně sedět v „řídícím centru“ u PC a navigovat pátrače na základě odhadů dopadu a na základě těchto aplikací na vhodné místo.

Co jsme si brali s sebou?

• zkompletovanou a otestovanou sondu,
• náklad (zásadní chyba byla umísťovat náklad do sondy na místě),
• křížový šroubovák, široký plochý šroubovák, kleště – nářadí si nenechávejte jako my v autobuse, lepší je si ho vzít do ČHMÚ s sebou (abyste si ho nemuseli v případě potřeby půjčovat),
• anténu,
• přijímač,
• 2 otestované flash disky s připraveným Linuxem s potřebnými aplikacemi,
• 3 notebooky,
• 2 mobilní telefony s daty (+ další u dětí) + 1 mobilní telefon na komunikaci s organizátory,
• dalekohledy,
• plavky,
• cca 2,5m dlouhá teleskopická tyč s pilkou (prořezávací na stromy),
• sekera,
• provaz cca 20 m.

Uvažovali jsme také o žebříku, ale ten by se nám nevešel do autobusu. Doufali jsme, že případně přesvědčíme někoho místního. „Vyprošťovací“ náčiní jsme nakonec nevyužili. Brali jsme s sebou samozřejmě i jiné věci, které se běžně berou na každý výlet.

Jak jsme se dopravovali?

Na místo jsme přijeli malým autobusem (20 míst). Malý autobus se ukázal, i díky skvělému řidiči, jako výhoda při hledání sondy (snadnější parkování, otáčení a možnost jet na místa, kde by to byl s klasickým autobusem problém). Pokud by to bylo možné, mohlo by se hodit ještě jedno doprovodné auto (nejlépe terénní).Co se týká parkování u ČHMÚ, nebyl to na místě, uvedeném v mapce, žádný problém. Toto parkoviště je bezplatné a byl na něm dostatek parkovacích míst.

Co jsme dělali v ČHMÚ?

Protože dopravní situace byla překvapivě příznivá, byli jsme v ČHMÚ přibližně 1 hodinu před začátkem. Využili jsme příznivého počasí a po domluvě se zaměstnanci se usadili a konzumovali zásoby pod stromy v areálu. Mezi oficiálním zahájením a samotným vypuštěním sondy byl dostatek času na poslední kontrolu, umístění baterií, upevnění padáku a balónu. Za tým Dotkni se vesmíru nám s předletovou přípravou pomáhal pan Ondřej Kučera. Pan Žárský z ČHMÚ nás velmi poutavě seznámil s měřením atmosféry pomocí balónových letů. Před vypuštěním naší sondy jsme ještě sledovali start sondy ČHMÚ. Určitě doporučujeme mít vše nachystané dopředu, včetně případného nákladu. My jsme náklad do sondy vkládali na místě před odletem. Protože postupem času do nákladu přibylo mnoho věcí (čtyřlístky, znaky týmu, školy a obce, semena různých rostlin, kámen, ručníky), byl problém poměrně rozměrný balíček do sondy vtěsnat, a tak se nám bohužel podařilo poškodit vodiče k čidlům. Naštěstí se díky panu Kučerovi závadu podařilo opravit a sondu ještě před odletem vyzkoušet. Dle pana Kučery je dodělávání něčeho těsně před odletem poměrně časté. Jak jsme ale na vlastní kůži zjistili, i pouhé vložení nákladu představuje zbytečné riziko. Kdyby někdo, podobně jako my váhal, jak náklad v sondě upevnit, tak je hlavně nutné zajistit, aby se nemohl pohybovat. My jsme ho měli umístěný v igelitovém sáčku a přilepený izolepou ke stěnám koule. Profesionálnější a bezpečnější by asi bylo ho upevnit pomocí k tomu určených otvorů v plošném spoji (u úchytů baterie). Ještě nám chyběla jedna „drobnost“ – napsat na kouli kontakt (minimálně telefonní číslo a adresu) a případně informace pro případného nálezce („Kdo tu sondu ukradne, tomu ruka upadne“ jsme tam nepsali). Původně jsme mysleli, že tyto informace budou na papírku, který se na sondu lepí před odletem. Ale nejsou tam. Ještě před startem jsme od organizátorů obdrželi upřesněné souřadnice možného místa dopadu.

Jak jsme nalezli místo pro příjem?

Pro úspěšné nalezení sondy je důležitá volba vhodného místa. Na místě je dobré být ještě před tím, než balón praskne. Potom již padá poměrně rychle. Cestou v autobuse jsme se na notebooku v aplikaci https://tracker.habhub.org dívali, že naši sondu sleduje několik přijímačů z různých směrů (přijímajícím tímto děkujeme za pomoc). Když ale sonda byla několik stovek metrů nad zemí, byl náš přijímač jediným, který ji „viděl“. Odhad dopadu se ovšem ještě výrazně měnil (v řádu kilometrů). Nedovedeme si představit, že by bylo možné přiměřeně jednoduše nalézt sondu zejména v členitém terénu bez funkčního přijímače poblíž místa dopadu. Když jsme viděli, pod jakým úhlem sonda letí, zdá se až neuvěřitelné, jak jsou odhady přesné. Pokud například letí několik metrů nad kopcem, může doletět ještě několik kilometrů. Může se ale také zachytit za strom na vrcholu kopce nebo spadnout na jeho úbočí. Kdyby chtěl mít někdo větší jistotu, hodilo by se získat (vypůjčit si) ještě jeden přijímač a pokrýt tak trochu větší plochu. Jak jsme tedy vhodné místo pro umístění antény nalezli my? Jak je napsáno v části o přípravě, pomocí   různých   webových   aplikací   jsme   si   předem   vytipovali   vhodná   místa   na   základě odhadovaného místa dopadu. To nám bylo ale na ..., protože se předpověď změnila a ani ta poslední neodpovídala zcela realitě. Na druhou stranu u těch posledních předpovědí organizátorů se jednalo o rozptyl v jednotkách kilometrů. V okolí Ledče nad Sázavou, kde je to samý kopec a samá roklina, je ale i to dosti. Báli jsme se, aby nám sonda nezapadla někam do hlubokého údolí. Nakonec jsme se pro místo rozhodli zcela spontánně, když jsme projížděli přes vyvýšeninu s krásným   výhledem   do   dáli.   Jednalo   se   o   místo   mezi   místem dopadu,   které   předpověděli organizátoři   před   odletem,   a   místem,   které   předpovídala aplikace https://tracker.habhub.org v průběhu letu (sledovali jsme na notebooku v autobuse). Problém byl v tom, že byl sice výhled do dáli, ale nikoli dolů do údolí. Navíc byly blízko dráty vysokého napětí. Popošli jsme proto několik set   metrů   na   vyvýšeninu, ze   které   bylo   obstojně   vidět   do   údolí   Sázavy.   Ani   na   jedno z předpokládaných míst dopadu sice přímo vidět nebylo ale odhadem v mapě jsme usoudili, že příliš skryta za horizontem nejsou. Skutečné místo dopadu bylo ale na úplně opačné straně, než jsme očekávali. Velmi nás překvapilo, že jsme signál (byť velmi slabý) ze sondy přijímali, i když byla v údolí za kopcem. Při testování se nám zdálo, že toto není možné. Vliv na to mělo možná to, že sonda visela mezi stromy a anténa tudíž nebyla na zemi. I tak je to poměrně zvláštní, ale neznáme přesné vlastnosti tohoto pásma.

„Výhled“ z místa, které jsme si vybrali (http://heywhatsthat.com/):

fialový křížek – místo příjmu

černý křížek – místo skutečného dopadu (pozn.: v této aplikaci je možné zobrazit i Fresnelovu zónu)

Jak přesné jsou odhady místa dopadu?

organizátoři den předem (13. 9., 18:11):	49.7403, 15.2597
organizátoři ráno v den odletu (14.9., 6:58):	předběžné místo dopadu směřuje na Ledeč nad Sázavou
organizátoři před odletem (14.9., 11:51):	Pertoltice – Slavošov 49.7527, 15.1744
organizátoři po odletu (14.9., 13:56):	Slavošov – Pertoltice – Jedlá 49.7359, 15.2342
organizátoři v průběhu letu (14.9., 15:57):	Zruč nad Sázavou – sever až Pertoltice (pokud praskne podle plánu ve 33.9 km)
organizátoři po prasknutí balónu (14.9., 16:15):	Ostrov – Bělá – Jedlá – Kozlov
aplikace https://tracker.habhub.org	Odhad   není   v   mapce   zobrazen.   Místo předpokládaného   dopadu   se   v   průběhu   letu měnilo.   Dlouho   se   pohybovalo   východně   od Zruče. Po prasknutí balónu bylo i východně od Třebětína a potom se postupně přibližovalo až na skutečné místo dopadu.

Pozn.: Vliv na místo dopadu má i hmotnost sondy, kterou jsme před odletem zatížili nákladem. Místo dopadu výrazně ovlivňuje výška prasknutí balónu. I po prasknutí balónu se místo dopadu v aplikaci https://tracker.habhub.org výrazně mění (řádově o jednotky km). Z uvedeného je vidět velká snaha organizátorů pomoci a upřesňovat místo dopadu. Vhodné by bylo mít ještě jeden mobilní přijímač, který by se umísťoval podle zpřesňovaných poloh.

Jak jsme sledovali sondu?

Na místě příjmu jsme měli zapnuté 2 notebooky. K jednomu jsme měli připojenou anténu a na druhém sledovali https://tracker.habhub.org. Dále   jsme   trasu   sondy   sledovali   na   mobilních telefonech. Podle polohy v aplikaci habhub.org (nebo Dotkni se vesmíru) jsme směrovali anténu. Problémy při příjmu: Občas se nám stalo, že se nám v SW habdec přestala zobrazovat přijímaná data, graf zobrazující spektrum signálu se přestal měnit („zatuhl“). Pomohlo kliknutí na ikonu „Stop“ a následně „Start“ v okně „Přijímač DSV“. Toto se nám občas dělo i při testech, ale nevěnovali jsme tomu přílišnou pozornost. Při ostrém letu to bylo poměrně nepříjemné. Zkoušeli jsme, zda chování neovlivňuje poloha v USB konektoru (zdálo se, že nikoli) a uvažovali, že vyměníme notebook, ale nakonec jsme se rozhodli, že při „zatuhnutí“ grafu restartujeme aplikaci.

Úžasné zážitky

Když, dle aplikace https://tracker.habhub.org, měla sonda prolétat kolem nás, najednou někdo zvolal: „Já ji vidím!“. Někdo namítl: „To je pták.“, jiný: „Ne to musí být ona!“, „Opravdu, je to ona!“. Teď již i ti se slabším zrakem, nevybavení dalekohledy, viděli, jak na severu, nízko nad obzorem, pod poměrně ostrým úhlem, letí nějaký předmět. Od této chvíle i žáci, kteří se namísto sledování letu sondy bavili o jiných věcech, propadli nadšení. Protože jsme sondu stále v SW habdec viděli, rozhodli jsem se, že na místě ještě s anténou chvíli zůstaneme a část z nás půjde na předpokládané místo dopadu. Nakonec u antény nikdo z dětí zůstat nechtěl, všichni chtěli sondu hledat. Vzdušnou čarou byl cíl kousek, přibližně 1,6 km. V terénu to ale bylo mnohem dál a terén to nebyl vůbec jednoduchý. Kam se na to hrabe soutěž Gladiator race. Byl to běh po poli, po louce, překonávání bažiny a potoka, průchod vysokou travou a hustým mladým lesem. Nakonec jsme se houštinou prodrali do lesa, kde byly vysoké staré stromy. Visí snad sonda v koruně některého z nich? Organizátoři nám sdělují souřadnice. Radí nám různé strategie. Hledáme a nedaří se. Sonda tady ale musí být. Mezitím dva členové našeho týmu, kteří přijímali signál zjišťují, že se již souřadnice prakticky nemění, pouze o něco klesla výška, která se ale teď již také nemění. Ke svému překvapení usoudí, že signál ze sondy, která skončila někde za kopcem stále přijímají. Usuzují, že možná visí někde na stromě. Balí zařízení a autobusem jedou do vesnice, která je nejblíže místu dopadu. Přestože se namístě příjmu nezdrželi déle než 10 minut a přiblížili se autobusem, první tým je již v tu dobu namístě (to je snad na 1 z tělocviku). Protože zjišťují, že terén je značně neprostupný, snaží se jít po lesní cestě, s tím, že by z ní na vhodném místě odbočili. Všude je ale prakticky neprostupná houština. Nakonec se přece jen částečně hustým lesem a částečně po lesní cestě zarostlé nyní více než metr vysokou travou a ostružiním dostávají k první skupině. Jak později na mapě zjišťují, byla jejich cesta, k místu vzdálenému vzdušnou čarou 600 m, dlouhá přes 3 km. Na místě vybalují anténu a notebook. Sonda stále vysílá. Předávají souřadnice a žáci pomocí navigace jdou přímo k cíli. Sonda nalezena! Visí si krásně, v hustém porostu asi jeden metr nad zemí.

Poučení: Poslední zjištěné souřadnice byly stejné, jako ty, které jsme přijímali na původním stanovišti. Ti, kteří přijímali, předpokládali, že skupina „hledačů“ půjde na poslední souřadnice, které vidí v https://tracker.habhub.org. Místo aby hledali na místě dopadu, v hustém lese, dívali se o přibližně 30 metrů dál do korun vysokých stromů. Škoda, že jsme se nedomluvili. Na druhou stranu by ale účastníci, kteří zůstali na kopci s anténou, přišli o vítězoslavný okamžik nalezení sondy.

Zklamání

Po rozdělání sondy jsme, k našemu velkému zklamání, zjistili, že fotky z kamery máme pouze do výšky několika tisíc metrů. Mohlo to být způsobené problémy před startem. Zatím jsme příčinu nezjišťovali. Na druhou stranu si říkáme, že fotky jsou příjemným a lákavým bonusem, ale nejsou cílem. Cílem je samotná cesta, cesta poznání a ponaučení. A to i ponaučení z chyb. Tento projekt je cestou poznání nejen pro děti, ale i pro pedagogy a všechny další zúčastněné. Je to cesta, která je úžasná tím, že má nespočet směrů.

Jak bychom Vám mohli pomoci?

Kdyby Vaše sonda letěla směrem do východních Čech, můžete nás prostřednictvím organizátorů kontaktovat a jsme Vám ochotni:

• Půjčit v Býšti přijímač, anténu a bootovací flash disk.
• Můžeme Vám poradit s orientací v místním terénu a s volbou vhodného stanoviště.
• Pokud budeme mít čas a nebude to moc daleko, pomůžeme Vám i s hledáním.
• Pokud budeme mít čas, můžeme přijímat signál z Vaší sondy. Výhled z kopce nad školou je docela dobrý (a špatný není ani ze střechy naší školy).

Co na závěr?

Chtěli bychom moc poděkovat organizátorům za velmi zajímavý projekt, za jejich obrovské nasazení a snahu pomoci. Zdá se nám, že je to úžasný projekt s velkým potenciálem. Určitě by bylo dobré, aby si celý projekt řídily děti. O toto jsme se, v rámci možností a znalostí žáků základní školy snažili, ale teď jsme udělali velkou výjimku – chtěli jsme dalším týmům, v rámci našich možností přiměřeně rychle, předat zkušenosti. Určitě ale žáci napíší i něco svým pohledem. Třeba se dozvíme, že to byla nuda :). Uvidíme. Držíme všem palce.

Tým Vesmírných Nápravníků ze ZŠ Býšť