Czy na Marsie jest woda?

Polskie ekipy przed MDRS po ogłoszeniu wyników

Studenci Politechniki Rzeszowskiej:

Magdalena Kluz
Wojciech Gołąbek
Paweł Grad

Czy na Marsie jest woda? - LB-798 jej ilość poda

Pierwsze miejsce w zawodach nie przyszło łatwo!

Woda jest jedną z najpospolitszych substancji we Wszechświecie. Polarna budowa cząsteczki wody sprawia, że woda ma względnie dużą stałą dielektryczną - 80,4 (dla temperatury 20,0ºC). Stałe dielektryczne materiałów typu piasek, żwir są co najmniej o rząd wielkości mniejsze - daje to podstawę do stosowania pomiaru wilgotności tych materiałów poprzez pomiar stałej dielektrycznej.

Omówiona wyżej zasada pomiaru jest zastosowana w wilgotnościomierzu LB-798. Mierzony materiał należy zasypać do pojemnika, który jest kondensatorem elektrycznym. Pomiar pojemności tego kondensatora wypełnionego materiałem w stosunku do pojemności pustego pojemnika pozwala obliczyć stałą dielektryczną materiału. Zależność między wilgotnością materiału a stałą dielektryczną jest w przybliżeniu pierwiastkowa. Wpływ ma również granulacja, gęstość materiał - dlatego dla danego materiału należy eksperymentalnie wyznaczyć zależność między wilgotnością (określoną np. metodą suszarkowo-wagową) a pierwiastkiem ze stałej dielektrycznej. Miernik LB-798 ma możliwość zapisania w swojej pamięci do 50 charakterystyk materiałów – przy pomocy programu LB79x z interfejsem USB do komputera LB-376C.

Sample return task: Pobieranie ziemi do wilgotnościomierza

Woda występująca w przyrodzie jest roztworem soli i gazów. Obecność soli mineralnych sprawia, że woda staję się przewodnikiem. To znacznie utrudnia pomiar pojemności elektrycznej. Zastosowanie wysokiej częstotliwości pomiaru w higrometrze LB-798 zapewniło niezależność pomiaru wilgotności od przewodności materiału. Przyrząd umożliwia dodatkowo oszacowanie przewodności materiału czyli zawartości soli mineralnych w materiale.

Czwartym parametrem mierzonym przez higrometr LB-798 oprócz stałej dielektrycznej, wilgotności i przewodności materiału, jest temperatura. Pomiar temperatury oprócz wartości metrologicznej służy również do kompensacji temperaturowej, ponieważ wartość stałej dielektrycznej wody zależy od temperatury. Dla temperatury poniżej zera kiedy woda zmienia stan skupienia na stały traci ona swoje właściwości dielektryczne - nie ma wtedy możliwości pomiaru wilgotności materiału.

Sonda LB-798 jest odporna na zalanie wodą - ma zapewnioną wysoką szczelność obudowy IP67. Do odczytu pomiarów służy panel odczytowy LB-796P.

Najbardziej podobną do Ziemi, a równocześnie pozostającą w zasięgu obecnie wykorzystywanych i rozwijanych technik, planetą Układu Słonecznego jest Mars. Pragniemy zbadać go za pomocą pojazdów bezzałogowych, które już od niespełna 10 lat penetrują jego powierzchnię. Badania potwierdziły, że rodzaj skał i ukształtowanie terenu Czerwonej Planety są zbliżone do ziemskiego, zwłaszcza w miejscach pustynnych. Dlatego co roku na pustyni w stanie Utah w USA organizowane są zawody pojazdów marsjańskich University Rover Challenge, które mają na celu skonfrontowanie ze sobą najbardziej innowacyjnych rozwiązań konstrukcyjnych opracowanych przez zespoły studentów z całego Świata.

Od trzech lat w zawodach URC biorą udział studenci Politechniki Rzeszowskiej - konstruktorzy łazików marsjańskich z serii LEGENDARY. W zeszłorocznej edycji zdobyli oni trzecie miejsce. Osiągnięcie to, jak i chęć realizacji własnych pasji nakłoniły ich do udziału w kolejnej edycji konkursu. Każdego toku organizatorzy podnoszą poprzeczkę modyfikując regulamin oraz dodając nowe czynności konieczne do wykonania podczas konkurencji. Nowością tegorocznej edycji jest wykonanie zdalnego pomiaru wilgotności, pH i temperatury próbki gleby. W celu pobrania próbki zastosowali świder własnej konstrukcji, który jest jedną z możliwych końcówek roboczych manipulatora umieszczonego na robocie. Wśród całej gamy urządzeń dostępnych na rynku jedynie wilgotnościomierz LB-798 spełniał wszystkie wymagania potrzebne do realizacji dalszej części zadania. Głównym kryterium wyboru urządzenia była zdolność pomiaru materiałów sypkich. Równie ważnym atutem było podejście do tematu ze strony firmy LAB-EL, która zgodziła się zmodyfikować oprogramowanie urządzenia dla łatwiejszej współpracy z jednym z systemów mikroprocesorowych łazika oraz wspierała zespół LEGENDARY w procesie uruchamiania i kalibracji urządzenia. Ponadto sprzęt umożliwia wykonanie pomiaru temperatury próbki gleby, a przygotowane specjalnie oprogramowanie przesyła również dane odnośnie stałej dielektrycznej i przewodności.

Sample Return Task - zsyp ziemi do wilgotnościomierza firmy LAB-EL

14-go maja 2015 LEGENDARY III wraz z całym osprzętem wyruszył w podróż do Stanów Zjednoczonych na zawody URC odbywające się w dniach 28-30 maja 2015. Zawody rozpoczęły się już w poniedziałek 19-go maja: ośmioosobowa reprezentacja studentów Politechniki Rzeszowskiej wyruszyła zmagać się z zadaniami przygotowanymi przez organizatorów. Jak poszło - przeczytajcie na naszej stronie: pierwsze miejsce w zawodach nie przyszło łatwo. Po drodze mieliśmy wiele problemów, trochę ognia i wiele nieprzespanych nocy.

Legendary Rover jest już na Facebooku:

Jako zespół LEGENDARY dziękujemy naszemu sponsorowi firmie LAB-EL za przekazanie nam wilgotnościomierza LB-798 i okazaną pomoc.