Astro Pi 2020/2021

Wyślij swój program w kosmos!

Europejskie Wyzwanie Astro Pi to projekt edukacyjny Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) prowadzony we współpracy z Fundacją Raspberry Pi. Stwarza niesamowitą okazję do prowadzenia projektu naukowego w kosmosie a konkretnie na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Aktualnie naziemne badania astronomiczne oraz te prowadzane w przestrzeni kosmicznej wymagają umiejętności programowania. Nie tylko, by dane pozyskać ale również je przeanalizować. Naukowcy otrzymują ogromne ilości różnorodnych danych, dlatego poszukiwani są specjaliści i specjalistki, którzy im w tym pomogą. Konkurs Astro Pi to idealna okazja sprawdzenia się w roli programisty i programistki pracujących na nowoczesnych technologiach kosmicznych. Zadaniem jest napisanie programu komputerowego w języku Python, działającego na komputerach Raspberry Pi, w celu przeprowadzenia badań naukowych w warunkach mikrograwitacji.

Astronauta ESA Thomas Pesquet jest tegorocznym ambasadorem Europejskiego wyzwania Astro Pi. W tym filmie wita uczniów i uczennice oraz zaprasza do udziału.

Co to jest Astro Pi?

Astro Pi to nazwa nadana, specjalnie przygotowanym do celów edukacyjnych, komputerom Raspberry Pi, które znajdują się na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Komputery te w dużym stopniu przypominają maszyny, jakich używamy na co dzień. Są jednak o wiele mniejsze i mają odmienne zastosowanie. Oba komputery Raspberry Pi znajdujące się na pokładzie ISS są wyposażone w moduł Sense HAT, który pozwala wyczuwać ruch oraz mierzyć różne parametry fizyczne: wilgotność, temperaturę i ciśnienie oraz wykrywać promieniowanie. Dodatkowo, astronauci mogą posługiwać się dołączonym do zestawu joystickiem i przyciskami mini-komputera – dokładnie jak w konsoli do gier. Każdy komputer Astro Pi jest wyposażony w inny rodzaj kamery: Izzy posiada kamerę, która „widzi” w podczerwieni, a Ed – standardową kamerę działającą w zakresie fal widzialnych.

Komputery są gotowe do pracy i z niecierpliwością czekają na uruchomienie Waszego kodu. Od kilku lat pozostają do dyspozycji astronautów obecnie przebywających na stacji i możemy uruchamiać na nich programy komputerowe opracowane… przez Was! Więc nie czekajcie i programujcie!

Wyzwanie jest podzielone na dwa oddzielne poziomy:

Misja Zerozadaniem zespołu będzie przygotowanie (w języku Python) wiadomości z pozdrowieniami dla astronautów (w dowolnym języku krajów członkowskich ESA – jednak bez polskich znaków!) oraz informację dotyczącą poziomu wilgotności w module ISS, które pojawią się na wyświetlaczu LED. Pozdrowienia mogą zawierać również formy graficzne. To wyzwanie jest idealne dla początkujących programistów i programistek, gdyż nie jest potrzebny specjalny sprzęt ani zaawansowane umiejętności kodowania. Wszystkie elementy wyzwania mogą być wykonane za pośrednictwem specjalnie przygotowanego środowiska online https://trinket.io/mission-zero.

Misja Laboratorium Kosmiczne zadaniem zespołu będzie zaprojektowanie i zaprogramowanie (w języku Python) eksperymentu, który wykorzysta jeden z dwóch komputerów Astro Pi umieszczonych na pokładzie stacji. Najciekawsze i dobrze zaprogramowane eksperymenty zostaną uruchomione na ISS. Zespoły będą miały okazję przeanalizować swoje wyniki i przygotować krótki raport na bazie pozyskanych danych. Dziesięć zespołów, które napiszą najlepsze raporty, zostaną zwycięzcami tej edycji konkursu Astro Pi – Misja Laboratorium Kosmiczne i będą miały możliwość spotkać się online z astronautami i astronautkami przebywającymi na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Projekt eksperymentu musi nawiązywać do jednego z poniższych tematów:

Motyw A – życie w kosmosie

Zespoły, które zdecydują się zbadać życie w kosmosie do swojego eksperymentu wykorzystają komputer Astro Pi „Ed”, który znajduje się w module Columbus.

  • eksperyment musi wykorzystywać matrycę LED i co najmniej jeden z czujników Astro Pi,
  • możliwe jest wykorzystanie wszystkich czujników tego mikrokomputera,
  • nie będzie możliwości przechowywania oraz nagrywania wideo w ramach eksperymentu,
  • kamera może być użyta TYLKO jako czujnik – fotografowanie przestrzeni modułu Columbus jest niedozwolone ze względu na prywatność załogi.

Motyw B – życie na Ziemi

Zespoły, które zdecydują się wykorzystać motyw życia na ziemi skorzystają z  mikrokomputera Astro Pi „Izzy.”

  • eksperyment może wykorzystać kamerę bliskiej podczerwieni ale pamiętaj, że kamera nie ma zdolności termowizyjnej do pomiaru temperatury Ziemi,
  • nie ma możliwości wykorzystania fotografii nocnej,
  • nie ma możliwości wyboru miejsca docelowego do sfotografowania, ponieważ ISS może znajdować się w dowolnym miejscu na swojej orbicie podczas trzygodzinnego czasu pracy przewidzianego dla wyzwania,
  • kamera nie będzie w stanie uchwycić szczegółów, takich jak samochody, drogi lub budynki,
  • drużyny mogą wykorzystać wszystkie czujniki oraz kamerę na podczerwień.

W związku z napiętym grafikiem astronautów, komputery Astro Pi na pokładzie ISS są kontrolowane za pośrednictwem stacji naziemnej bez udziału załogi. Z tego powodu:

  • interakcja z astronautami przez joystick, przyciski lub inny sposób nie może być częścią misji,
  • Astro Pi nie może być przenoszony – jego miejsce na ISS jest na stałe ustawione.

Kto może wziąć udział w wyzwaniu?

Misja Zero:

    • Zespoły, których członkowie mają maksymalnie 14 lat.
    • Zespół powinien składać się z minimum 2 do maksymalnie 4 osób.
    • Każdy zespół musi mieć opiekuna/opiekunkę lub mentora/mentorkę, który będzie kontaktował się w języku angielskim z Biurem Edukacji ESA.
    • Co najmniej 50% członków zespołu musi być obywatelami kraju członkowskiego lub stowarzyszonego z ESA.

Misja Laboratorium Kosmiczne:

    • Zespoły, których członkowie mają maksymalnie 19 lat.
    • Zespół powinien składać się z minimum 2 do maksymalnie 6 osób.
    • Każdy zespół musi mieć opiekuna/mentora, który będzie kontaktował się w języku angielskim z Biurem Edukacji ESA.
    • Co najmniej 50% członków zespołu musi być obywatelami kraju członkowskiego lub stowarzyszonego z ESA.

Członkowie zespołu muszą spełniać jedno z poniższych wymagań:

  1. być uczniami szkoły podstawowej lub ponadpodstawowej z jednego z krajów członkowskich lub stowarzyszonych z ESA,
  2. być członkami koła naukowego/klubu programowania, np. Code Club, CoderDojo lub Skautów, działającego w obrębie szkoły podstawowej w jednym z państw członkowskich ESA lub stowarzyszonym państwie członkowskim.

Nie ma narzuconego limitu liczby zespołów pochodzących z jednej szkoły, jednak każdy uczeń może być członkiem/członkinią tylko jednego zespołu. Każda drużyna może złożyć tylko jedno zgłoszenie.

Jak przesłać zgłoszenie?

Misja Zero:

    • opiekunowie/opiekunki muszą najpierw zarejestrować zespół poprzez formularz online – dostępny wkrótce.
    • po rejestracji, otrzymają specjalny numer identyfikacyjny, który przekażą uczniom i który umożliwi drużynie wysłanie jej zgłoszenia (w języku angielskim) przez emulator Sense HAT.
    • Długość wyświetlania całej wiadomości nie powinna przekraczać 30 sekund. Dłuższe wiadomości będą automatycznie skracane.
    • Spóźnione zgłoszenia oraz zgłoszenia, które nie zostały przesłane przez emulator Sense HAT, nie będą akceptowane.

Wszyscy uczestnicy i uczestniczki, którzy przestrzegają zasad, mają gwarancję, że ich program zostanie uruchomiony na ISS. Każdy z członków zespołu otrzyma specjalny certyfikat pokazujący, gdzie dokładnie była Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, gdy program został uruchomiony!

Misja Laboratorium Kosmiczne:

    • opiekunowie/opiekunki muszą najpierw zarejestrować zespół poprzez formularz online – dostępny wkrótce.
      • należy przygotować informacje, na temat wybranego motywu przewodniego (A lub B)
      • opis pomysłu na eksperyment (maksymalnie 200 słów)
      • wytłumaczenie, jak skorzystacie z komputera Astro Pi do przeprowadzenia eksperymentu (maksymalnie 200 słów)
    • został przygotowany odpowiedni przewodnik, jak i w jakiej formie należy przesłać zgłoszenia.
    • zespoły, które zakwalifikują się do fazy 2 – czyli projektowania i pisania kodu otrzymają zestawy Astro Pi
    • warto pracując nad projektem sprawdzić proponowaną przez ESA listę
    • warto pracując nad programem w Pythonie sprawdzić proponowaną przez ESA listę

Projekty przygotowane w ramach Misji Laboratorium Kosmiczne podlegają ocenie jury, złożonego z ekspertów ESA oraz Fundacji Raspberry Pi, które wybierze zespoły finalistów i zwycięzców na podstawie następujących kryteriów:

  1. Wartość naukowa
  2. Przejrzystość i kompleksowość projektu
  3. Czytelność i jakość programu
  4. Wykonalność eksperymentu w środowisku ISS

Harmonogramy

W zależności od poziomu konkurs podzielony jest na etapy:

Europejskie Wyzwanie Astro Pi: Misja Zero 2020/2021

 Rozpoczęcie przyjmowania zgłoszeń – kod w języku  programowania Python   14 września 2020
 Zakończenie przyjmowania zgłoszeń   19 marca 2021
 Potwierdzenie wykonania kodu na ISS   maj 2021
 Dostarczenie drużynom certyfikatów uczestnictwa w konkursie   maj – czerwiec 2021

Europejski Konkurs Astro Pi: Misja Laboratorium Kosmiczne 2020/2021

 Etap 1 – Rozpoczęcie przyjmowania zgłoszeń – projekt misji  14 września 2020
 Etap 1 – Zakończenie przyjmowania zgłoszeń – projekt misji  23 października 2020
 Ocena zgłoszeń i wybór zespołów z najciekawszymi projektami misji  początek listopada 2020
 Ogłoszenie wyników oraz przekazanie zestawów Astro Pi  13 listopada 2020
 Etap 2 – Praca nad projektem misji: pisanie kodu oraz rozwiązań zaplanowanych w projekcie  od połowy listopada 2020
 Etap 2 – Zakończenie przyjmowania zgłoszeń  12 lutego 2021
 Ocena nadesłanych zgłoszeń i wybór zespołów, których projekty zostaną wykonane na ISS  do 19 marca 2021
 Etap 3 – Wykonywanie kodów na ISS – przeprowadzanie eksperymentów  od 6 kwietnia 2021
 Etap 4 – Przesłanie zespołom zebranych danych, analiza danych i pisanie raportu  maj 2021
 Etap 4 – Zakończenie przyjmowania raportów  8 czerwca 2021
 Dostarczenie drużynom certyfikatów uczestnictwa w konkursie (tylko po przesłaniu raportu) oraz spotkanie z astronautami i astronautkami dla zwycięskich zespołów.  przełom czerwca – lipca 2021

 

Kilka wskazówek:

  • Dużo przydatnych informacji i linków (w językach narodowych) znajdziecie w specjalnie przygotowanym przewodniku.
  • Wiele ciekawych materiałów dedykowanych Misji Zero znajdziecie tutaj.
  • Wiele ciekawych materiałów dedykowanych Misji Laboratorium Kosmiczne znajdziecie tutaj.

Dla nauczycieli

Specjalnie dla nauczycieli przygotowaliśmy system wypożyczania zestawów Astro Pi – są identyczne jak te wykorzystywane w konkursie. Zachęcamy do skorzystania. Wypożyczenie zestawu nie oznacza kwalifikacji do wyzwania Astro Pi!

Kontakt

  • Wszystkie pytania formułowane w języku angielskim dotyczące konkursu Astro Pi powinny być kierowane bezpośrednio do astropi@esa.int
  • W razie wątpliwości związanych ze sprzętem prosimy o sprawdzenie części FAQ na stronie Astro Pi oraz dołączenie do forum Astro Pi. Jeżeli nie uda Ci się znaleźć odpowiedzi, prześlij pytanie na adres  enquiries@astro-pi.org
  • Polskie biuro ESERO również służy pomocą pod adresem esero@kopernik.org.pl
  • Warto zapisać się do newslettera wyzwania Astro Pi