ご挨拶
皆さんこんにちは！2025年度CanSat講習 C班です！
今年度のCanSatプロジェクト結果報告最後の班となります。
春休みに入って、もう1年生である期間が終わってしまうことに気づき驚愕している今日この頃ですが、皆様いかがお過ごしでしょうか？
最近は少し寒さも和らいできましたが、引き続きどうかご自愛くださいませ。
活動報告
さて、CanSatプロジェクトの集大成とも言える気球試験が11月に行われてから、はや３ヶ月が経ちました。
6月頃から始まったCanSat講習も終わってしまえば、あっという間だったなと感じますが、まさに喉元過ぎれば熱さを忘れると言うようにやっている間は立て続けに問題が出てきて決して簡単な講習ではなかったというのが正直な感想です。
しかし、最終的にはミッションを完遂させるための機体を完成させ、動作試験も完了して気球から放出させられたため、最低限やるべきことはなんとかできたかなという結果でした。
ミッション
私たちが掲げたミッションは「落下中のCanSatから画像を撮影し、その時の加速度を記録する」というものでした。
このミッションに最終的に決定したのは１０月上旬で、それまではミッションをどうするのか相当悩まされました。当初掲げたミッションは「空中から画像を撮影し、画角内に収めた目標地点の位置を解析する」というミッションで、
1.撮影時のCanSat本体のGNSS座標、
2.空中にいるCanSatから鉛直下向きに撮影した画像内での目標地点の位置、
3.撮影時点でのCanSatの高度、
4.使用するカメラで1m先の面を撮影した時に画像内の1cmが実際の何cmになるか
という4つの情報があれば、目標地点のGNSS座標が求められるという理論だったのですが、このミッションをCanSat講習で実現する必要性が不十分という理由でやめることになりました。
というのも、
CanSatコンテストなどでは目標地点がGNSS座標で予め教えられることが多いため、そもそもCanSatのコンテストにおいてはこのミッションを達成する機能が全く必要ないことや、もしやろうとしたとしてもCanSatに用いることになる当団体所有のGPSセンサーの精度では今回の最終試験で数メートル、数センチ程度になる位置の差を判定することが難しいなど問題があったのです。
初めはこの団体のCanSat講習では未だカメラミッションをやったことがないと聞き、なんとなく面白そうだからという感じでこのミッションを考えましたが、機械開発においてその機械を作る背景と目的がはっきりしていないと後からどんな機能を目指して物を作れば良いか分からなくてなることも教えていただき、自分達の構想の甘さがわかり、良い学びになったと思っております。
そんなこんなで色々な案を考え、自分達が最終試験までに使える時間に持ち合わせている知識量を加味した結果、
「落下中のCanSatから画像を撮影し、その際の3軸の加速度を計測する」ことを今回の私たちのミッションに決めました。
これは、やっぱりカメラで何かしたいというあまり良くはない天下り的な考え方から、
空中から地表面の画像を粒度高く撮影できるようになれば、コンテストにおいて地上にCanSatが着いてからローバーで目標地点を目指す際に地面の状態が良いルートを見つけて通ることができ、タイヤがスタックして目標地点に辿り着けなくなる確率を大きく下げられると思いつき、これを最終目的として、まずはその前にカメラで落下中に画像を撮影し、着地の衝撃でデータが破損することなく持ち帰ることができる技術の立証をミッションにしようと考えたのです。
これだけではCanSatにマイコンとカメラモジュールと電池とパラシュートしか載せないことになり、スペース的にあと一つモジュールを載せられそうだということで考えた結果、加速度センサーを載せることにしました。加速度センサーで画像撮影時のCanSatの3方向の加速度を計測できれば、自分達の作ったパラシュートと機体でどれくらいの加速度まで落下速度を減少させられたのか調べることができたり、落下中のCanSatがどのような不規則なぶれ方をしているか分かれば、今後のカメラミッションでのカメラモジュールの選定やカメラの設定に役立ったりすると考えました。
気球試験
以上のミッションを掲げて挑んだ気球試験(最終試験)は、
簡潔に言うと、、、
失敗に終わりました。
気球の放出機構が開き、CanSatが落ちてきてパラシュートが展開し、減速して落下し、機体が壊れることなく着陸できたのですが、気球試験後にSDカードをノートパソコンに差し込んだところ、保存されたデータが見つからなかったとともにSDカードが異常に発熱し出したのです。
つまり、肝心の画像データと加速度センサーのデータが取れずに終わってしまいました。
気球試験は限られた時間の中で行われ、自分達のCanSatは諸事情でSDカードの中を見るためには気球試験の場所から距離があるところまで行かなくてはならなかったことから、2回気球から機体を落下させて気球試験を終え、移動してSDカードの中身を確認しようとしたら故障が発覚したのです。そのため、他のSDカードに同様のプログラムを書き込んで気球試験をし直すことなどはできませんでした。
振り返り
結果は「大」という文字をつけてしまえるほどの失敗に終わってしまいましたが、気球試験20分前に行った動作試験では画像を撮影すると同時に加速度を計測し、画像データとセンサーのデータをSDカードに保存し、ノートパソコン上で確認することができたため、正直個人的には、あと少しだったなという感覚でした。
でもあと少しだったからこそ失敗して落下中のCanSatから撮影した画像を確認できずに終わってしまったことがより悔しいという気持ちでした。
SDカードに画像データと加速度データをどちらも保存するのではなく、別々の記録媒体に保存するような構造にしていれば、加速度データだけでも取得できたかもしれないことを考えるとシステムのどこかが故障したときのリスク管理の仕組みが足りなかったなと思います。
また、あらかじめ同様のプログラムを書き込んだSDカードを用意しておけば限られた時間の中でももう一度SDカードを入れ替えて気球試験を行えていたかもしれないことや、自分達の持ち帰りたいデ ータ量を入れたSDカードにどれほどの衝撃を加えると故障するのかの試験を行っていれば事前に防げた失敗だったことなど考えればどんどん今回の失敗を回避する方法はあったように思うので、その辺りの準備も不十分でした。
どれだけ準備段階で、求めていた機能を発揮できても実装段階で確実にそれが行えなければ意味がないのが機械開発の世界だと思うので、今回の失敗もあと少しだったとは捉えず、しっかりと反省してもっと確実に機能を果たせる機械を開発できるようにこれからこの団体で成長していきたいです。また自分は来年度から新入生教育委員会に配属されることになったため、今回の「大」失敗の経験を来年以降の新入生に伝えてSSSRCのCanSatプロジェクトの進歩にも繋げていけたら嬉しいです。
ここまで長いブログを読んでいただきありがとうございました。
これから残り3年間、衛星開発プロジェクトで頑張っていきます。また、機会があればブログも書きたいと思います。
このブログを読んでくださった方の今日が良い日になりますように。
