„Nemzetközi versenyeken is szerettük volna összemérni a tudásunkat a világ versenycsapataival” – a legjobb 10 európai csapat között végzett a BME Suborbitals
Saját kategóriájában az 5., az összesített ranglistán pedig a 9. helyen végzett a Budapesti Műszaki Egyetem mérnökjelöltjeiből, döntően gépészkari hallgatókból álló BME Suborbitals csapata Európa legnívósabb nemzetközi rakétaversenyén Portugáliában, a portugál és az európai űrügynökség által szervezett European Rocketry Challenge-en. Hafner Zoltánnal, a csapat vezetőjével beszélgettünk.
Mi volt a célotok a Suborbitals csapat megalkotásával?
A BME Egyetemi Kozmosz Körrel 2020-ban szerveztük meg az első magyarországi CanSat versenyt. Ezután merült fel bennünk az ötlet, hogy aktívabban szeretnénk a Műegyetem falai között rakétafejlesztéssel foglalkozni. Ha körbenézünk az európai egyetemeken, azt láthatjuk, hogy mindenhol megtalálhatóak kutatórakéták fejlesztésével foglalkozó egyetemi csapatok, ezért úgy gondoltuk, hogy meg kellene teremteni a rakétaépítés alapját az intézményünkben is.
A BME Suborbitals versenycsapat 2021 februárjában alakult meg, de 2021 kezdődtek el ténylegesen a munkálatok. Akkor kezdtük el kiépíteni a versenycsapat keretrendszerét és a hátterét is.
Olyan hosszú távon működőképes versenycsapatot szerettünk volna megalkotni, mint amilyen például a műegyetemi Formula Racing Team. Versenycsapatként célunk, hogy nemzetközi versenyeken keresztül összemérjük tudásunkat a többi európai csapattal.
Célunk volt továbbá, hogy a fejlesztések során minél több gyártástechnológiával ismerkedjünk meg, és minél több tervezési kihívással találkozzunk.
Az irányelvünk, hogy mi magunk tervezzük és gyártsuk a rakéta legtöbb alkatrészét, akár itt, a Műegyetemen belül. Nem volt könnyű folyamat, de úgy vélem, hogy ez hosszú távon kifizetődővé válik.
Hogy zajlottak az előkészületek?
2022 elején volt egy jelentkezési időszak, ahol több dokumentumot is le kellett adni, többek között egy többoldalas motivációs levelet, egy kidolgozott projekttervet, illetve a korábbi tapasztalatokat bemutató dokumentumot. A jelentkezési anyagot a Portugál Űrügynökség bírálta el, ezután a csapatunk megkapta a visszaigazolást, hogy kiválasztottak minket. A felkészülésünket folyamatosan felülvizsgálták a szervezők: a verseny során például a csapatkohéziót is pontozták. Ezen kívül aktív kommunikáció zajlott a szervezők és a csapatok között, mindig adtak visszajelzést olyan témákban, amelyekre jobban oda kellett figyelnünk a tervezés során.
A verseny célja, hogy az európai csapatoknak lehetőségük nyíljon a rakétájuk felbocsátására, ugyanis előfordul, hogy ezt a saját hazájukban nem tehetik meg, hiszen nem minden állam jogrendszere támogatja, hogy egy 50 kilogrammos objektumot akár 9 km-re felbocsássanak.
A féléves fejlesztési folyamatban először az EREBOS-I-et építettük meg, ami sok tapasztalattal gazdagította a csapatot. Ennek köszönhetően az EREBOS-II felbocsátása előtt már öt sikerese felbocsátást hajthattunk végre az előző rakétánkkal.
A portugáliai verseny október 11-től 19-ig zajlott. Az első két nap alkalmával a csapatoknak egy expó keretén belül lehetőségük nyílt bemutatni a rakétájukat és fejlesztéseiket.
Hogyan zajlott maga a verseny?
Az expó után, a felbocsátás előtt két nagy megmérettetésre került sor, az egyik az úgynevezett Jury Pitch, ahol minden csapatnak meg kell nyernie a zsűrit, és érvelnie amellett, hogy a projekt piaci szempontból is profitábilis.
A másik kihívás pedig a Flight Readiness Review (FRR) volt, amely során az Európai Űrügynökség és a Portugál Űrügynökség egy-egy delegáltja egy közel negyven oldalas ellenőrző lista alapján, egy órán keresztül vizsgálja meg a rakétákat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy biztonságos a felbocsátásra szánt rakéta, illetve az előzetesen leadott dokumentációban leírtakkal minden megegyezik-e.
A FRR során piros, sárga és zöld zászlót is lehet kapni. Piros zászló esetén nem engedélyezik a felbocsátást, a sárga javítható hibákat jelez, a zöld pedig a biztonságosnak ítélt rakétát jelöli. Csapatunknak elsőre sikerült megszereznie a zöld zászlót.
A következő öt napban voltak az úgynevezett felbocsátási napok (Launch Days). A felbocsátás egy portugál katonai bázison, a sivatag közepén zajlott. Amint megkaptuk a zöld jelzést, két napra rá kértük az úgynevezett felbocsátási ablakot, egy időablakot, amikor felbocsáthatjuk a rakétánkat.
Milyen kihívásaitok voltak a verseny során?
A felbocsátás napján az első ablakot kaptuk meg. Ezt megelőzően tartanak egy úgynevezett Launch Readiness Review-t (LRR), ahol a rakétát teljesen összeszerelve kell bemutatni. Az LRR során viszont hiba lépett fel, az ejtőernyőt biztosító mechanizmus gyakorlatilag elsült, ezzel megsértve a rakéta vázát, így bizonytalanná vált a felbocsátás lehetősége. A szervezők kértek egy üzembiztonsági értékelést (úgynevezett safety assessmentet), melynek során felvázoltuk az elképzelésünket a rakéta megjavításával kapcsolatban – tetszett nekik, hogy a helyszínen meg tudtuk oldani a problémát. Ez annak volt köszönhető, hogy rengeteget foglalkoztunk a gyártással a Polimertechnika Tanszék kompozit laboratóriumában. Utána megkaptuk a nap utolsó indítási ablakát, ahol már jóváhagyták az indulásunkat, és felkerülhetett a rakéta a 12 méteres indítóállványra.
Hogy kell elképzelni a pontozási szempontrendszert, milyen kategóriák voltak?
25 csapatot válogattak be, két fő szempont, magasság (3km, 9km), és a hajtóanyag szerinti (szilárd, hibrid és folyékony halmazállapotú) kategóriában. Mi az S3, azaz szilárd (solid) 3 km-es kategóriában indultunk.
A kategórián belül az a cél, hogy a lehető legpontosabban elérjük a célmagasságot. Mi a 3000 métert kevesebb mint 1%-os hibával értük el, így sikerült bekerülnünk a legpontosabb csapatok közé.
A repülés közben a rakétánk átlépte a hangsebességet – ezt kevés csapat mondhatja el a rakétájáról, bravúrnak számított, hogy kinyílt az ernyőnk, és a visszatérést, a legkritikusabb pontot is sikernek könyvelhettük el, ugyanis a rakéta kisebb sérülésekkel, de épségben landolt.
Kevés csapat volt, akik hozzánk hasonlóan épségben tudták visszahozni a rakétájukat. Az egyik csapat például erdőtüzet okozott a rakétájával, egy másikat pedig landolás után a 2 m mélyről kellett kiásni.
Ennek köszönhetően az S3 kategóriában az 5. helyezést sikerült elérnünk, összessítettben pedig 9.-ek lettünk a versenyen. Mi nagyon büszkék vagyunk erre az eredményre, hogy bekerültünk Európa tíz legjobb csapatába.
Mit jelent a versenyeredményetek a magyar űrtechnológiai mezőnyben?
Mi voltunk a verseny legfiatalabb, egyúttal a legkisebb költségvetésű csapata. Jelenleg még nincsen saját műhelyünk az egyetemen, de a meglévő szűkös erőforrásokból összehoztuk azt, amit a svájciak 200 millió forintból készítettek el, illetve ugyanúgy meg tudtuk ugrani ezeket a technológiai szinteket.
Egyetemi fejlesztések során miénk az első szuperszonikus rakéta és az első sikeres EuRoc szereplés. Célunk, hogy további magyar hallgatókat inspiráljunk.
Milyen további terveitek vannak?
A jövő évünk három projekt megvalósításából fog állni, a fő irány a versenyzés és a rakétához szükséges alkatrészek fejlesztése és gyártása, ezzel párhuzamosan két másik projektet is indítunk.
Az egyik egy oktatási célú projekt, amelybe a középiskolásokat szeretnénk bevonni. Ez a már korábban említett hazai CanSat verseny jövő évi fordulója, amelyre mi fogjuk biztosítani a rakétákat. A 23-as Magyarországi CanSat versenyt az Európai Űrügynökség akkreditálta. A versenyről azt kell tudni, hogy középiskolás diákokból álló csapatok egy olyan műholdszimulációt fejlesztenek, amit az általunk gyártott rakétával 1-1,5 kilométeres magasságba bocsátunk fel, ahol ezek a szimulációk méréseket végeznek.
A harmadik projektünk pedig egy szilárd-hajtóanyagú hajtómű-fejlesztés, ahova oktatókat is szeretnénk bevonni. A legnagyobb költség ugyanis a rakétafejlesztésnél maga a motor. Ha erre egy saját platformot tudunk fejleszteni, tizedére csökkenthetjük a felbocsátás költségét, a megtakarított összeget pedig idővel be tudjuk invesztálni a rakétafejlesztésbe, és bizonyos idő múlva már saját motorral készítenénk a rakétánkat.
Hányan vagytok, milyen a gépészhallgatók aránya?
Körülbelül negyven hallgatóval dolgozunk együtt. A végzett hallgatók kilépése miatt a létszám az évek során fluktuál, ezért most is tervezünk majd tagfelvételt tartani. Alapszakos hallgatóktól doktoranduszképzésig mindegyik műegyetemi képzési szintről, az építő- és építészkaron kívül pedig mindegyik karról vannak tagjaink.
A gépészek képviseltetik magukat a legtöbben, ők alkotják a csapat 45%-át, szintén jelentős számban érkeztek tagjaink a Villamosmérnöki és Informatikai Karról (VIK), és a Közlekedés- és Járműmérnöki Karról (KJK), de találhatunk soraink között Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karon, illetve a Gazdaság- és Társadalomtudományi Karon tanuló hallgatókat. Az ELTE-ről is csatlakoztak hozzánk, nem titkolt célunk más szemléletmóddal rendelkező hallgatókat becsalogatni. Sokat hozzá tud tenni a csapat munkájához, ha más megközelítés is érvényesül, mint a mienk.
Benesóczky László
Hafner Zoltán 1998-ban született, a budapesti Madách Imre Gimnáziumban érettségizett, utána a GPK mechatronikai mérnöki szak német nyelvű képzésének hallgatója volt, ahol az első négy félévet a Műegyetemen, az ötödik félévet – a járvány alatt – a Karlsruhe-i Műszaki Egyetemen töltötte. Szakdolgozatát BSc-n az Áramlástan Tanszéken írta, szilárd-hajtóanyagú rakéták aktív tolóerővektor-szabályozásáról. Tanulmányait a Mechanical Engineering Modeling MSc képzésén folytatja. 2019-ben csatlakozott az Egyetemi Kozmosz Körhöz, ami most már az Egyetemi Kozmosz Szakkollégium nevet viseli.
Mi volt a célotok a Suborbitals csapat megalkotásával?
A BME Egyetemi Kozmosz Körrel 2020-ban szerveztük meg az első magyarországi CanSat versenyt. Ezután merült fel bennünk az ötlet, hogy aktívabban szeretnénk a Műegyetem falai között rakétafejlesztéssel foglalkozni. Ha körbenézünk az európai egyetemeken, azt láthatjuk, hogy mindenhol megtalálhatóak kutatórakéták fejlesztésével foglalkozó egyetemi csapatok, ezért úgy gondoltuk, hogy meg kellene teremteni a rakétaépítés alapját az intézményünkben is.
A BME Suborbitals versenycsapat 2021 februárjában alakult meg, de 2021 kezdődtek el ténylegesen a munkálatok. Akkor kezdtük el kiépíteni a versenycsapat keretrendszerét és a hátterét is.
Olyan hosszú távon működőképes versenycsapatot szerettünk volna megalkotni, mint amilyen például a műegyetemi Formula Racing Team. Versenycsapatként célunk, hogy nemzetközi versenyeken keresztül összemérjük tudásunkat a többi európai csapattal.
Célunk volt továbbá, hogy a fejlesztések során minél több gyártástechnológiával ismerkedjünk meg, és minél több tervezési kihívással találkozzunk.
Az irányelvünk, hogy mi magunk tervezzük és gyártsuk a rakéta legtöbb alkatrészét, akár itt, a Műegyetemen belül. Nem volt könnyű folyamat, de úgy vélem, hogy ez hosszú távon kifizetődővé válik.
Hogy zajlottak az előkészületek?
2022 elején volt egy jelentkezési időszak, ahol több dokumentumot is le kellett adni, többek között egy többoldalas motivációs levelet, egy kidolgozott projekttervet, illetve a korábbi tapasztalatokat bemutató dokumentumot. A jelentkezési anyagot a Portugál Űrügynökség bírálta el, ezután a csapatunk megkapta a visszaigazolást, hogy kiválasztottak minket. A felkészülésünket folyamatosan felülvizsgálták a szervezők: a verseny során például a csapatkohéziót is pontozták. Ezen kívül aktív kommunikáció zajlott a szervezők és a csapatok között, mindig adtak visszajelzést olyan témákban, amelyekre jobban oda kellett figyelnünk a tervezés során.
A verseny célja, hogy az európai csapatoknak lehetőségük nyíljon a rakétájuk felbocsátására, ugyanis előfordul, hogy ezt a saját hazájukban nem tehetik meg, hiszen nem minden állam jogrendszere támogatja, hogy egy 50 kilogrammos objektumot akár 9 km-re felbocsássanak.
A féléves fejlesztési folyamatban először az EREBOS-I-et építettük meg, ami sok tapasztalattal gazdagította a csapatot. Ennek köszönhetően az EREBOS-II felbocsátása előtt már öt sikerese felbocsátást hajthattunk végre az előző rakétánkkal.
A portugáliai verseny október 11-től 19-ig zajlott. Az első két nap alkalmával a csapatoknak egy expó keretén belül lehetőségük nyílt bemutatni a rakétájukat és fejlesztéseiket.
Hogyan zajlott maga a verseny?
Az expó után, a felbocsátás előtt két nagy megmérettetésre került sor, az egyik az úgynevezett Jury Pitch, ahol minden csapatnak meg kell nyernie a zsűrit, és érvelnie amellett, hogy a projekt piaci szempontból is profitábilis.
A másik kihívás pedig a Flight Readiness Review (FRR) volt, amely során az Európai Űrügynökség és a Portugál Űrügynökség egy-egy delegáltja egy közel negyven oldalas ellenőrző lista alapján, egy órán keresztül vizsgálja meg a rakétákat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy biztonságos a felbocsátásra szánt rakéta, illetve az előzetesen leadott dokumentációban leírtakkal minden megegyezik-e.
A FRR során piros, sárga és zöld zászlót is lehet kapni. Piros zászló esetén nem engedélyezik a felbocsátást, a sárga javítható hibákat jelez, a zöld pedig a biztonságosnak ítélt rakétát jelöli. Csapatunknak elsőre sikerült megszereznie a zöld zászlót.
A következő öt napban voltak az úgynevezett felbocsátási napok (Launch Days). A felbocsátás egy portugál katonai bázison, a sivatag közepén zajlott. Amint megkaptuk a zöld jelzést, két napra rá kértük az úgynevezett felbocsátási ablakot, egy időablakot, amikor felbocsáthatjuk a rakétánkat.
Milyen kihívásaitok voltak a verseny során?
A felbocsátás napján az első ablakot kaptuk meg. Ezt megelőzően tartanak egy úgynevezett Launch Readiness Review-t (LRR), ahol a rakétát teljesen összeszerelve kell bemutatni. Az LRR során viszont hiba lépett fel, az ejtőernyőt biztosító mechanizmus gyakorlatilag elsült, ezzel megsértve a rakéta vázát, így bizonytalanná vált a felbocsátás lehetősége. A szervezők kértek egy üzembiztonsági értékelést (úgynevezett safety assessmentet), melynek során felvázoltuk az elképzelésünket a rakéta megjavításával kapcsolatban – tetszett nekik, hogy a helyszínen meg tudtuk oldani a problémát. Ez annak volt köszönhető, hogy rengeteget foglalkoztunk a gyártással a Polimertechnika Tanszék kompozit laboratóriumában. Utána megkaptuk a nap utolsó indítási ablakát, ahol már jóváhagyták az indulásunkat, és felkerülhetett a rakéta a 12 méteres indítóállványra.
Hogy kell elképzelni a pontozási szempontrendszert, milyen kategóriák voltak?
25 csapatot válogattak be, két fő szempont, magasság (3km, 9km), és a hajtóanyag szerinti (szilárd, hibrid és folyékony halmazállapotú) kategóriában. Mi az S3, azaz szilárd (solid) 3 km-es kategóriában indultunk.
A kategórián belül az a cél, hogy a lehető legpontosabban elérjük a célmagasságot. Mi a 3000 métert kevesebb mint 1%-os hibával értük el, így sikerült bekerülnünk a legpontosabb csapatok közé.
A repülés közben a rakétánk átlépte a hangsebességet – ezt kevés csapat mondhatja el a rakétájáról, bravúrnak számított, hogy kinyílt az ernyőnk, és a visszatérést, a legkritikusabb pontot is sikernek könyvelhettük el, ugyanis a rakéta kisebb sérülésekkel, de épségben landolt.
Kevés csapat volt, akik hozzánk hasonlóan épségben tudták visszahozni a rakétájukat. Az egyik csapat például erdőtüzet okozott a rakétájával, egy másikat pedig landolás után a 2 m mélyről kellett kiásni.
Ennek köszönhetően az S3 kategóriában az 5. helyezést sikerült elérnünk, összessítettben pedig 9.-ek lettünk a versenyen. Mi nagyon büszkék vagyunk erre az eredményre, hogy bekerültünk Európa tíz legjobb csapatába.
Mit jelent a versenyeredményetek a magyar űrtechnológiai mezőnyben?
Mi voltunk a verseny legfiatalabb, egyúttal a legkisebb költségvetésű csapata. Jelenleg még nincsen saját műhelyünk az egyetemen, de a meglévő szűkös erőforrásokból összehoztuk azt, amit a svájciak 200 millió forintból készítettek el, illetve ugyanúgy meg tudtuk ugrani ezeket a technológiai szinteket.
Egyetemi fejlesztések során miénk az első szuperszonikus rakéta és az első sikeres EuRoc szereplés. Célunk, hogy további magyar hallgatókat inspiráljunk.
Milyen további terveitek vannak?
A jövő évünk három projekt megvalósításából fog állni, a fő irány a versenyzés és a rakétához szükséges alkatrészek fejlesztése és gyártása, ezzel párhuzamosan két másik projektet is indítunk.
Az egyik egy oktatási célú projekt, amelybe a középiskolásokat szeretnénk bevonni. Ez a már korábban említett hazai CanSat verseny jövő évi fordulója, amelyre mi fogjuk biztosítani a rakétákat. A 23-as Magyarországi CanSat versenyt az Európai Űrügynökség akkreditálta. A versenyről azt kell tudni, hogy középiskolás diákokból álló csapatok egy olyan műholdszimulációt fejlesztenek, amit az általunk gyártott rakétával 1-1,5 kilométeres magasságba bocsátunk fel, ahol ezek a szimulációk méréseket végeznek.
A harmadik projektünk pedig egy szilárd-hajtóanyagú hajtómű-fejlesztés, ahova oktatókat is szeretnénk bevonni. A legnagyobb költség ugyanis a rakétafejlesztésnél maga a motor. Ha erre egy saját platformot tudunk fejleszteni, tizedére csökkenthetjük a felbocsátás költségét, a megtakarított összeget pedig idővel be tudjuk invesztálni a rakétafejlesztésbe, és bizonyos idő múlva már saját motorral készítenénk a rakétánkat.
Hányan vagytok, milyen a gépészhallgatók aránya?
Körülbelül negyven hallgatóval dolgozunk együtt. A végzett hallgatók kilépése miatt a létszám az évek során fluktuál, ezért most is tervezünk majd tagfelvételt tartani. Alapszakos hallgatóktól doktoranduszképzésig mindegyik műegyetemi képzési szintről, az építő- és építészkaron kívül pedig mindegyik karról vannak tagjaink.
A gépészek képviseltetik magukat a legtöbben, ők alkotják a csapat 45%-át, szintén jelentős számban érkeztek tagjaink a Villamosmérnöki és Informatikai Karról (VIK), és a Közlekedés- és Járműmérnöki Karról (KJK), de találhatunk soraink között Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karon, illetve a Gazdaság- és Társadalomtudományi Karon tanuló hallgatókat. Az ELTE-ről is csatlakoztak hozzánk, nem titkolt célunk más szemléletmóddal rendelkező hallgatókat becsalogatni. Sokat hozzá tud tenni a csapat munkájához, ha más megközelítés is érvényesül, mint a mienk.
Benesóczky László
Hafner Zoltán 1998-ban született, a budapesti Madách Imre Gimnáziumban érettségizett, utána a GPK mechatronikai mérnöki szak német nyelvű képzésének hallgatója volt, ahol az első négy félévet a Műegyetemen, az ötödik félévet – a járvány alatt – a Karlsruhe-i Műszaki Egyetemen töltötte. Szakdolgozatát BSc-n az Áramlástan Tanszéken írta, szilárd-hajtóanyagú rakéták aktív tolóerővektor-szabályozásáról. Tanulmányait a Mechanical Engineering Modeling MSc képzésén folytatja. 2019-ben csatlakozott az Egyetemi Kozmosz Körhöz, ami most már az Egyetemi Kozmosz Szakkollégium nevet viseli.
Megjegyzések
Megjegyzés küldése