1997 őszén egy új oktatási
formát kezdtünk el az ELTE TTK Kozmikus Anyagokat Vizsgáló Űrkutató Csoportnál.
Az oktatást is segítő robotépítést kezdtük meg a Hunveyor gyakorló és kísérleti
űrszondán. Ez nemcsak a technológiák és a (földi vagy planetáris)
környezettudomány kapcsoltát testesíti meg műszerparkjával, autonóm rendszereivel,
robotikájával, hanem segíti a technológiai és a környezeti áramok két fő
folyamattípusának összekapcsolását, kölcsönhatásainak vizsgálatát, modellezését
is. Azóta ELTE TTK Általános Technika Tanszéken (később az Általános Fizika
Tanszékén) és a JPTE Informatika és Általános Technika Tanszéken (Hegyi
Sándor) közösen fejlesztjük a Hunveyor űrszondát. 2000 tavaszán e munkába
bekapcsolódott a Berzsenyi Dániel Tanárképző Főiskola is (Kovács Zsolt).
2000 őszén pedig elkezdték a munkát a Kandó Kálmán Műszaki Főiskola székesfehérvári
karán is (Györök György, Hudoba György). A Hunveyor gyakorló űrszonda a
Surveyor 1/3-ados méretű változatának vázával épült, s ezért is neveztük
el Hunveyornak (Hungarian University Surveyor). A
kísérleti gyakorló űrszonda építése során először egy egyszerű minimálűrszonda
készült el. Hogyan is kapcsolható össze a gyakorló űrszonda építése a természettudományos
és technológiai tárgyakkal az egyetemi oktatásban?
Egy űrszonda: megszőtt technológia.
Egy gyakorló űrszonda elkészítése is már számos tudományterület egyesítését
kívánja meg. Ezért is kínálkozik e munka érdeklődést fölkeltő, távlatosan
is vonzó területnek mindazon diákok számára akik a természettudományi/technológiai
közös területek egyikekén kívánják tanulmányaikat folytatni. A felsőoktatásban
az űrkutatásnak a robotikával egybekapcsolt oktatása tehát nagy vonzóerőt
és lehetőségeket rejt magában. E munka során számos természettudományos
terület megjelenik a hallgató előtt: ezek közül a Naprendszer kutatásában
a földtudományoké a vezető szerep és az anyagtudományoké. De jelen lesz
a geofizika, a csillagászat, a térinformatika, az égimechanika, az erőforrás-kutatás
is, és a robotika, a föld körüli pályáról végzett mérések méréstechnikája,
a gyors informatikai adatfeldolgozás, és sok más terület a technológiáknak
a határterületeiről, melyek így együttesen mind részei ennek s a jövő évezred
felé mutató tudományágnak, az űrkutatásnak.
Ha röviden áttekintjük, hogy
az eddig elkészült, egyszerű minimál-űrszonda milyen elvek képviseletében
épült meg, láthatjuk ennek az összetett tudományos-technológiának a távlatait
mind a felsőoktatás, mind a kutatásszervezés és kutatás szempontjából.
A Hunveyor űrszonda építése során a következő főbb kutatási-oktatási-szervezési
stratégiát követtük:
1. A fejlesztési és építési
munkát több, egymásra épülő lépcsőben szervezzük meg: először a minimál-űrszonda
készül el, majd ezt folyamatosan fejlesztjük, úgy, hogy mindvégig működő
egészként szerepelhessen a már elkészült egység.
2. Modul elven építjük az
űrszondát: önállóan is fejleszthető, és önmagában is megálló és működő
egységeket építünk, s ezeket az önálló részeket mindig összehangoljuk.
Ehhez az összehangoláshoz követelmény az, hogy mindvégig kompatibilisek
legyenek a részrendszerek.
3. Kompatibilis részrendszerek.
Fejlesztési szintek beiktatásával fokozatosan valósítjuk meg a hálózatfüggetlen,
autonóm változatot. A hazai beszerezhetőséget és alacsony költségszintet
szem előtt tartva PC alapú elektronikát fejlesztünk.
4. Csoportmunkát szervezünk.
Hallgatói csoportok és társtanszéki együttműködés egyformán részei a programnak.
Különböző tanszékek esetleg már adaptálható műszereket ki is fejlesztettek,
vagy használnak, s ezek bevonhatók a gyakorló űrszonda mérőműszer parkjába.
Új egységek kifejlesztésére határterületeket összekapcsoló csoportokat
is szeretnénk kialakítani.
5. Az űrrobot technológia
oktatására kétszintű laboratóriumi oktatási hátteret fejlesztettünk ki
az ELTE TTK Általános Technika Tanszékén. Az első szint az, ahol az elemi
méréseket építik meg a hallgatók (Drommer Bálint Laboratóriuma), a második
szint az, ahol az űrszondára tervezett, elemi mérésekből összeállított
rendszert a Hunveyorhoz kapcsolják (Hunveyor Labor).
A gyakorló űrszonda építése
igényli az informatikai, a természettudományos diszciplináris és
technológiai alapozást is. Az alapozó tantárgyak hallgatásával párhuzamosan
a Hunveyor gyakorló űrszondát építő tevékenység is. E tevékenység közben
a hallgatóknak módja nyílik a tanultak viszonylag gyors fölhasználására,
s ez is a modern oktatási formák felé mutat. Ílymódon pedagógiai értékű
is a gyakorló űrszonda építési programja. Ugyancsak kiemelhető tantárgyintegráló
szerepe a gyakorló űrszonda építésének. Az a hallgató, aki egy sokféle
tevékenységében már összekapcsolt és összehangolt működő űrszondát épít,
kezel, szerel, a rajta lévő technológiákat megismerte, az elektronikát
végiggyakorolta, az meg fogja állni a helyét a polgári életben is, ahol
a technológiák ismerete és a szervező-építő tudás is nélkülözhetetlen.
A természettudományos kutatói
oldal is szerencsésen hasznosíthatja a gyakorló űrszonda építésének sokrétűségét.
Nézzük meg ezt például a geológiai oldalról. A célégitest felszínének anyagát,
például a holdi vagy a marsi talajt sokféle műszerrel vizsgálták már a
simán leszállt Surveyor ill. Viking és Pathfinder robotok, valamint az
Apolló űrhajósok is. A terepi geológiai munkák bekapcsolására kiegészítettük
Hunveyort egy terepasztallal. A terepasztalt különféle planetáris tájakat
modellezhet. Berendeztük már holdi, marsi sivatagi, sőt folyóvölgyi terepként.
Egy roverrel társítva (Drommer Bálint) a Hunveyort e tájról internetre
képet is közvetítettünk. Az internet címről volt mozgatható a kisautó is
és a kaparó kar is. A kar beáshatott és megemelhette a sivatag homokját,
mely azután a visszacsrgott a sivatagi tájra. Egyik sivatagunk a Naprendszer
főbb kőzettípusait mutatta be. Egy másik marsi sivatagi tájat a Pathfinder
által fényképezett olyan sziklákkal népesítettük be, amelyeket a bolygótestek
sivatagos felszínét érő hatások, átalakítások mintázata borította (porlerakódás,
becsapódás, áramlás utáni elrendezettség, stb.)
Eddigi munkáink során a Hunveyort
építő egyetemi űrkutató csoportoknál egyszerű mérések műszerei készültek
el először: a talaj hőmérsékletének mérése, egy fúrás a talaj anyagába
(Diósy Tamás), s onnan minta kivétele, árok ásása, egyszerű spektroszkóp
a kőzetek vagy a talaj visszavert színképének elemzésére (Roskó Farkas).
E programunkhoz örömmel veszzük újabb egyetemi és főiskolai csoportok jelentkezését
is.
A Technológiák témakörhöz
kapcsolódóan önálló tantárgyat is kapott az oktatásban az Űrtechnika a
Technika főiskolai tanár szakon a Pécsi Tudományegyetemen. A tárgyat a
TTK Informatika és Általános Technika Tanszékén oktatják, meghívott előadókkal.
Éppen mert az űrkutatási munkát végző eszközök technológia centrikusak,
a középfokú technika oktatás tanárait képző intézmények számára is vonzó
terület az űrkutatás. S mivel már három technika tanári szakot oktató intézményben
épül gyakorló űrszonda (ELTE, PTE, BDTF), várható, hogy ez a terület fokozatosan
kiterjed a magyarországi felsőoktatásban, s az űrkutatás oktatás egyik
fontos részét képezi majd, vonzóvá téve a területet a középiskolákban is,
a technika tantárgyon keresztül.
2001.04.
(c) Bérczi Szaniszló