Astro Pi 2022/2023

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 prowadzone 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 w tym wyzwaniu jest napisanie programu komputerowego w języku Python, działającego na komputerach Raspberry Pi, w celu przeprowadzenia badań naukowych w warunkach mikrograwitacji.

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. W 2021 roku wysłano nowy zestaw komputerów na Międzynarodową Stację Kosmiczną. W międzynarodowym głosowaniu wybrano nowe imiona dla komputerów są to Nikola Tesla oraz Maria Curie-Skłodowska. Zobaczcie jak wyglądała aktualizacja komputerów w wyzwaniu Astro Pi:

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 Zero – zadaniem dla osób indywidualnych lub zespołu będzie przygotowanie (w języku Python) wiadomości graficznej dla astronautów oraz pobrać dane dotyczące koloru z czujnika światła, które pojawią się na wyświetlaczu LED. 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.

Motyw „Flora i Fauna”

• wiadomość może składać się z jednej lub serii grafik przypominających astronautom o domu na Ziemi
• należy wykonać odczyt z czujnika koloru i jasności w komputerze Astro Pi
• należy użyć odczytu czujnika, aby ustawić kolor tła na spersonalizowanym obrazie
• obrazy mogą przedstawiać dowolny aspekt proponowanego motywu, taki jak kwiaty, drzewa, zwierzęta lub owady.
• Bądźcie kreatywni!

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 19 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.
• W Misji Laboratorium Kosmiczne jeden opiekun/opiekunka może prowadzić maksymalnie 5 zespołów.

Jak przesłać zgłoszenie?

Misja Zero:

• • opiekunowie/opiekunki muszą najpierw zarejestrować zespół poprzez formularz online.
  • po rejestracji, otrzymają specjalny numer identyfikacyjny, który umożliwi uczniom/uczennicom i drużynom wysłanie zgłoszeń (w języku angielskim) przez emulator Sense HAT.
  • wszyscy uczestnicy/drużyny nadzorowane przez tego samego nauczyciela/mentora używają tego samego kodu klasy podczas przesyłania swoich wpisów
  • 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.
    • 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 2022/2023

Europejski Konkurs Astro Pi: Misja Laboratorium Kosmiczne 2022/2023

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