• image 1

    H Styropan πάει στο διάστημα

    Θα σκεφτεί κανείς βλέποντας τον παραπάνω τίτλο ότι πρόκειται για κάποια μεταφορά, για κάποια υπερβολή στην καλύτερη περίπτωση! Τι δουλειά μπορεί να έχει μια εταιρεία που παράγει θερμομονωτικά υλικά διογκωμένης & εξηλασμένης πολυστερίνης τα οποία χρησιμοποιούνται κατά κόρον σε εφαρμογές κτιριακών θερμομονώσεων (π.χ εξωτερική θερμομόνωση , εσωτερική θερμομόνωση, μόνωση δώματος κ.α) 35 km πάνω από τη γη; Σε αυτό το άρθρο ακόμα και ο πιο δύσπιστος αναγνώστης θα πειστεί ότι οι πιθανές εφαρμογές θερμομόνωσης με μονωτικά Styropan είναι πρακτικά άπειρες.

    Η «εκτόξευση» μας στο διάστημα έγινε χάρη στην συνεργασία μας με την φοιτητική ομάδα διαστημικών project ΒΕΑΜ του Α.Π.Θ. για την προμήθεια θερμομονωτικών υλικών για τις ανάγκες του πειράματος της με ονομασία “SHADE”. Το πείραμα SHADE- SDR Helix Antenna Deployment Experiment, αποτέλεσε την πρώτη ερευνητική πρόταση που κατέθεσε η BEAM στην επιτροπή του πανευρωπαϊκού διαστημικού εκπαιδευτικού προγράμματος/διαγωνισμού BEXUS/REXUS.

     

    Κουτί πειράματος shade με εξηλασμένη πολυστερίνη STYROPAN XPS
     

    Η ιδέα κρίθηκε χρήσιμη και ενδιαφέρουσα από την επιτροπή των ειδικών, οδηγώντας στην διακήρυξη της BEAM ως την πρώτη ομάδα στην Ελλάδα που κατάφερε να συμμετέχει και να εκπροσωπήσει με επιτυχία τον Οκτώβριο του 2019 με την προσπάθεια της το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο και την χώρα μας στο πανευρωπαϊκό πρόγραμμα του BEXUS.

    SHADE – BEXUS CYCLE 12

    Το SHADE - SDR Helix Antenna Deployment Experiment αφορά την τηλεπικοινωνιακή διάταξη αναδιπλούμενης ελικοειδούς κεραίας, ελεγχόμενης από Software Define Radio αλγορίθμους. Οι δυνατότητες της ελικοειδούς κεραίας και η αποδοτικότητα της είναι ιδανικές για δορυφορικές επικοινωνίες καθώς παρέχουν ικανοποιητικό “εύρος vs κέρδος”. Αυτές οι ιδιότητες σε συνδυασμό με έναν «έξυπνο» μηχανισμό αναδίπλωσης, καθιστούν τον συγκεκριμένο τηλεπικοινωνιακό σχεδιασμό ιδιαίτερα αποδοτικό από άποψη σχέσης τιμής-μεγέθους-αποδοτικότητας. Η χρήση της SDR (Software Define Radio) τεχνολογίας, μειώνει την πολυπλοκότητα του συστήματος τόσο όσον αφορά τον υλικό σχεδιασμό (hardware) όσο και τα ρίσκα αστοχίας της λειτουργίας του, καθώς ο τηλεπικοινωνιακός σχεδιασμός πλέον τελείται μέσω λογισμικού και όχι μέσω αναλογικών μεθόδων.

    O σχεδιασμός περιλαμβάνει ακόμη την εκτέλεση Ground Station Tracking αλγορίθμων, που αποσκοπεί στην συνεχή παρακολούθηση της κεραίας του σταθμού βάσης, έτσι ώστε να μην χάνεται ποτέ η επικοινωνία μεταξύ «δορυφόρου» και σταθμού κατά το τροχιακό πέρασμα. Η κεραία είναι εξοπλισμένη με 2 κινητήρες ενώ μετρήσεις από GPS, αλτίμετρο και μαγνητόμετρο, αποτελούν εισόδους του αλγορίθμου, ο οποίος υπολογίζοντας την σχετική θέση του σταθμού βάσης και την κεραίας, πυροδοτεί τον μηχανισμό περιστροφής της προς την υπολογιζόμενη κατεύθυνση της κεραίας βάσης.

    Το πείραμα SHADE εκτοξεύθηκε τον Οκτώβριο του 2019, από το διαστημικό κέντρο Esrange της Σουηδικής Υπηρεσίας Διαστήματος, μέσω ενός στρατοσφαιρικού μπαλονιού σε ύψος 35 km, όπου και εκτέλεσε πτήση 5 ωρών. Η ομάδα κατάφερε να κλείσει το κανάλι επικοινωνίας και επιτυχώς να λάβει και να αποκωδικοποιήσει δεδομένα από την στρατόσφαιρα, στον σταθμό βάσης της.

     

    Η ελικοειδής κεραία του SHADE στη στρατόσφαιρα
    Η ελικοειδής κεραία του SHADE στη στρατόσφαιρα

     

    H ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ ΜΕ ΥΛΙΚΑ STYROPAN ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ

    Ο σχεδιασμός του πειράματος έπρεπε να είναι τέτοιος που να εξασφαλίζονται συγκεκριμένες θερμοκρασιακές συνθήκες κυρίως στο εσωτερικό τμήμα του εξωτερικού κουτιού που περιέχει τους 2 κινητήρες χάρη στους οποίους περιστρέφεται η κεραία, τον άξονα περιστροφής και το κιβώτιο ταχυτήτων (gear transmission) και ήταν εντελώς εκτεθειμένο στην στρατόσφαιρα εκτός γόνδολας αλλά και του εσωτερικού κουτιού που περιέχει της ηλεκτρονικές συνδέσεις και βρίσκεται μέσα στη γόνδολα με τα υπόλοιπα πειράματα και συνδέεται με το εξωτερικό κουτί.

     

    προτετοιμασία πειράματος-τοποθέτηση εξηλασμένης πολυστερίνης προτετοιμασία πειράματος-τοποθέτηση εξηλασμένης πολυστερίνης

     

    προτετοιμασία πειράματος-τοποθέτηση εξηλασμένης πολυστερίνης
    προτετοιμασία πειράματος-τοποθέτηση εξηλασμένης πολυστερίνης

     

    Πιο συγκεκριμένα, έπρεπε η θερμοκρασία του κουτιού να είναι μεταξύ -10 °C και +40 °C συνέχεια κατά τη διάρκεια της 5ωρης πτήσης του Shade σε ύψος 35 km πάνω από την επιφάνεια της γης όπου η εξωτερική θερμοκρασία είναι στους -45°C με -50 °C . Αν υπήρχαν αποκλίσεις από το παραπάνω εύρος , αυτό θα είχε σαν συνέπεια είτε την υπερθέρμανση με πιθανό κάψιμο των κινητήρων , είτε την πολύ χαμηλή θερμοκρασία με αποτέλεσμα την μη σωστή λειτουργία. Και στις 2 περιπτώσεις θα ήταν αδύνατη η επικοινωνία της κεραίας με τον σταθμό βάσης και άρα μη ολοκληρωμένο-ανεπιτυχές το πείραμα.

    Το υλικό που προτείναμε για αυτές τις δύσκολες θερμοκρασιακές απαιτήσεις αλλά και για τις καταπονήσεις/πιθανές φθορές από κρούσεις που είναι αναπόφευκτες σε ένα τέτοιο διαστημικό εγχείρημα, ήταν η εξηλασμένη πολυστερίνη Styropan XPS.

    Όπως βλέπουμε και στα παρακάτω γραφήματα που απεικονίζουν τις θερμοκρασιακές μετρήσεις του κουτιού κατά τη διάρκεια της πτήσης , η θερμοκρασία διατηρήθηκε συνεχώς και με το παραπάνω στα επιθυμητά επίπεδα:

     

    γραφική παράσταση με αποτέλέσματα θερμοκρασίας του πειράματος γραφική παράσταση με αποτέλέσματα θερμοκρασίας του πειράματος

     

    γραφική παράσταση με αποτέλέσματα θερμοκρασίας του πειράματος
    προτετοιμασία πειράματος-τοποθέτηση εξηλασμένης πολυστερίνης

    Μετά το τέλος της πτήσης, η διάταξη που φέρει το πείραμα, αποκόπηκε και με αλεξίπτωτο προσγειώθηκε σε δάσος της Φινλανδίας, από όπου και ανακτήθηκε από προσωπικό της SSC (Σουηδική Διαστημική Υπηρεσία). Η εξηλασμένη πολυστερίνη που το περιέβαλλε έμεινε άθικτη παρά την προσγείωση στο έδαφος από ύψος 30km και προστάτεψε πλήρως το ευαίσθητο περιεχόμενο της διάταξης, αποδεικνύοντας την μεγάλη υπεροχή της εξηλασμένης πολυστερίνης Styropan XPS σχετικά με την μηχανική αντοχή που παρουσιάζει. Επίσης, παρόλο που η διάταξη παρέμεινε για ώρες μέσα στο χιόνι μέχρι να περισυλλεγεί από την SSC, προστατεύτηκε απόλυτα από εισροή νερού και από πτώση της θερμοκρασίας του εσωτερικού της.

    Η εξηλασμένη πολυστερίνη Styropan XPS εκτός από τις εξαιρετικές τις θερμομονωτικές της ιδιότητες, διακρίνεται για τα εξής χαρακτηριστικά που την καθιστούν ιδιαιτέρως ανθεκτικό μονωτικό υλικό:

    • Διαθέτει πολύ υψηλές μηχανικές αντοχές (θλιπτική αντοχή σε 10% παραμόρφωση, εφελκυστική αντοχή κάθετα στις όψεις, διατμητική αντοχή).
    • Πολύ χαμηλή απορρόφηση νερού – πολύ ανθεκτική στην υγρασία

    Η Styropan παράγει 8 διαφορετικούς τύπους εξηλασμένης πολυστερίνης οι οποίοι διαφοροποιούνται ως προς την επιφάνεια, τη διαμόρφωση με ή χωρίς πατούρα, τις διαστάσεις & τις προτεινόμενες εφαρμογές χρήσης τους. Ανακαλύψτε τους στον ακόλουθο σύνδεσμο: https://www.styropan.gr/proionta/thermomonotika/eksilasmeni-polisterini/proionta-styropan-xps

    Εκτός από εξηλασμένη πολυστερίνη, παράγει γραφιτούχα διογκωμένη πολυστερίνη Styropan Graphite EPS και λευκή διογκωμένη πολυστερίνη Styropan EPS.

    H Styropan δραστηριοποιείται στο χώρο της παραγωγής μονωτικών υλικών από το 1982, εξάγει τα προϊόντα της σε περισσότερες από 18 χώρες παγκοσμίως και διαθέτει παραγωγική δυνατότητα > 1000 m3 θερμομονωτικών πλακών ανά ημέρα.

    H ΦΟΙΤΗΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗΣ "BEAM" ΤΟΥ ΑΠΘ

    Η BEAM [Beyond Earth Aristotle Missions] αποτελεί φοιτητική ομάδα διαστημικής, η οποία αναλαμβάνει και υλοποιεί project καινοτομίας και έρευνας, σχετικά με την τεχνολογία της διαστημικής και τις σύγχρονες εφαρμογές της. Η ομάδα δημιουργήθηκε τον Απρίλιο του 2018 από φοιτητές του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, πλέον αριθμεί 30 μέλη και έχει 2 ολοκληρωμένα πειράματα και 1 σε εξέλιξη στην μέχρι τώρα πορεία της.

    beam logo beam team 2019

     

    beam logo
    beam team 2019

    Στόχοι της ομάδας είναι:

    • Η μελέτη και υλοποίηση καινοτόμων ιδεών στον τομέα της διαστημικής τεχνολογίας
    • Η απόκτηση γνώσης και εμπειρίας πάνω σε διαστημικές αποστολές, από την εκκίνηση μέχρι την τελική ολοκλήρωση τους.
    • Η ενίσχυση του ενδιαφέροντος και προώθηση του τομέα της διαστημικής στην Ελλάδα
    • Η προώθηση του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου στις σχετικές διαστημικές και όχι μόνο, υπηρεσίες

    Ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ BEXUS/REXUS KAI H ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΤΗΣ BEAM ME TO ΠΕΙΡΑΜΑ SHADE

    Ο διαγωνισμός REXUS/BEXUS υποστηρίζεται από διεθνείς οργανισμούς διαστήματος όπως η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA), ο Γερμανικός Οργανισμός Διαστήματος (DLR), η Σουηδική Ομοσπονδία Διαστήματος (SSC), αλλά και εταιρίες του κλάδου όπως η ZARM και η SNSA. Στόχος του διαγωνισμού είναι η διεκπεραίωση φοιτητικών πειραμάτων σε συνθήκες διαστήματος, οι οποίες επιτυγχάνονται με την εκτόξευση, είτε ενός στρατοσφαιρικού μπαλονιού (BEXUS), είτε με την εκτόξευση πυραύλου παραβολικής τροχιάς, όπου επιτυγχάνονται συνθήκες μηδενικής βαρύτητας (REXUS). O διαγωνισμός εκτελείται ετησίως και μπορούν να λάβουν μέρος ομάδες από όλες τις υποστηριζόμενες από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος χώρες. Κάθε χρόνο εκτελούνται δύο αποστολές από την κάθε πλατφόρμα εκτόξευσης, καλύπτοντας τις ανάγκες 20, συνολικά, ευρωπαϊκών ομάδων που τελικά μπορούν να διεκδικήσουν ένα εισιτήριο για τα όρια της ατμόσφαιρας.

    Οι προαναφερθείσες πλατφόρμες διαθέτουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

    • BEXUS: Ωφέλιμα φορτία (Payloads) τοποθετούνται σε μια γόνδολα μεσαίου μεγέθους, η οποία εκτελεί προσεγγιστικά 5 ώρες διαστημικής πτήσης. Κάθε γόνδολα φιλοξενεί περίπου 4 πειράματα.
    • REXUS: Είναι πρακτικά ένας πύραυλος «μονού σταδίου» (single-stage rocket), ο οποίος προσφέρει προσεγγιστικά 3 λεπτά διαστημικής πτήσης και φιλοξενεί επίσης περίπου 4 πειράματα.
    Η ομάδα του SHADE στο διαγωνισμό BEXUS/REXUS

     

    Περισσότερες πληροφορίες για το πρόγραμμα REXUS/BEXUS μπορείτε να βρείτε εδώ

    ΤΑ ΕΠΟΜΕΝΑ ΒΗΜΑΤΑ ΤΗΣ BEAM

    Μετά το SHADE , η BEAM σχεδίασε το project LIGHT (Lunar Navigation Helmet) με το οποίο έγινε η 2η ελληνική ομάδα διαχρονικά που συμμετείχε στο πρόγραμμα IGLUNA. Η φύση του IGLUNA, που διοργανώνεται από την ελβετική διαστημική υπηρεσία, είναι να ενθαρρύνει την εκπαίδευση και ανταλλαγή μαθητών μέσω ενός διεθνούς, διεπιστημονικού και συνεργατικού project με αποστολή να επιδείξει τεχνολογίες για τη διατήρηση της ζωής σε ένα ακραίο περιβάλλον για ένα διαστημικό οικοσύστημα. Πιο συγκεκριμένα οι φοιτητικές ομάδες καλούνται να βρουν λύση σε προβλήματα και δυσκολίες που θα παρουσιαστούν στην πιθανή αποίκηση του ανθρώπου στην Σελήνη.

     

    Project light- IGLUNA Project light- IGLUNA

     

    Project light- IGLUNA
    Project light- IGLUNA

    Η ομάδα του LIGHT ανέπτυξε AR (Augmented Reality – Επαυξημένη Πραγματικότητα) εφαρμογή η οποία προορίζεται για την εκπαίδευση αλλά και την επί τω έργο καθοδήγηση του μελλοντικού αστροναύτη σε ότι αφορά την πλοήγηση του αλλά και την εξέλιξη της αποστολής του. Εφαρμόζοντας το λογισμικό στο κράνος του αστροναύτη, εκείνος θα έχει πάντα την δυνατότητα να παρακολουθεί την πορεία που θα τον οδηγήσει στον σταθμό βάσης του. Η παρουσίαση της εφαρμογής έγινε τον περασμένο Ιούλιο διαδικτυακά λόγω των έκτακτων μέτρων για τον Covid-19.

    ECOWISE – BEXUS CYCLE 13

    Φέτος, για 2η χρονιά η BEAM συμμετέχει στο πρόγραμμα REXUS|BEXUS, με το πείραμα ECO WISE (Ecological Computations With Low-cost Set-up), με σκοπό να πετάξει το πείραμά της στο στρατοσφαιρικό μπαλόνι του προγράμματος. Το πείραμα προτείνει μετρήσεις ατμοσφαιρικών αερίων όπως: διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και όζον (O3), κάνοντας κατακόρυφη και γραμμική κατανομή αυτών κατά την πτήση του μπαλονιού. Σκοπός είναι η δοκιμή της λειτουργίας αισθητήρων χαμηλού κόστους που χρησιμοποιούνται στο έδαφος, σε συνθήκες διαστήματος, οι οποίες θα επικρατούν κατά τη διάρκεια της πτήσης.

    Tον Φεβρουάριο του 2020 η ομάδα του ECO WISE πέρασε επιτυχώς την φάση επιλογής των πειραμάτων για τη συμμετοχή στο πρόγραμμα που έγινε τον Δεκέμβρη του 2019. Σήμερα, βρίσκεται στη φάση του αναλυτικού σχεδιασμού, της ανάπτυξης και της προτυποποίησης αυτού, καθώς πέρασε την φάση του Preliminary Design Review (PDR) όπου και παρουσίασε την πρόοδό της στο Esrange Space Center στην Κίρουνα, Σουηδία.

     

    Η ομάδα του Ecowise sto Εsrange 1
    Η ομάδα του Ecowise sto Εsrange 1

     

    Για την κάλυψη των θερμομονωτικών απαιτήσεων του πειράματος ECOWISE χρησιμοποιούνται  θερμομονωτικές πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης Styropan XPS. Ανυπομονούμε να παρουσιάσουμε τα αποτελέσματα του πειράματος μετά την ολοκλήρωση σε μελλοντικό άρθρο!

    ΚΛΕΙΝΟΝΤΑΣ...

    Μετά από αυτό το σύντομο ταξίδι μας στην στρατόσφαιρα, προσγειωνόμαστε στην πραγματικότητα όπου λογικά οι περισσότεροι αναγνώστες δεν έχουν στα σκαριά κάποιο διαστημικό πείραμα ούτε ψάχνουν το κατάλληλο υλικό για να μονώσουν ένα κουτί που περιλαμβάνει ευαίσθητο εξοπλισμό που πρέπει να διατηρηθεί σε συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασιών στα 30 km πάνω από το έδαφος. Οι συνηθέστερες εφαρμογές της πολυστερίνης είναι οι εξωτερικές θερμομονώσεις (θερμοπροσόψεις), και μονώσεις ταρατσών κατά την κατασκευή ή ανακαίνιση οικιακών & επαγγελματικών χώρων. Ωστόσο τα πειράματα της BEAM είναι άλλη μια απόδειξη ότι πολυστερίνη υπάρχει παντού! Στην τοιχοποιία, σε ισοθερμικά κιβώτια τροφίμων και φαρμάκων, σε κατασκευές δρόμων-πλωτών κατοικιών-γέφυρες (με τη μορφή του Γεωαφρού STYROPAN EPS) , σε διακοσμητικές κορνίζες σε τοίχους σαλονιών και υπνοδωματίων, κ.α

    Σε κάθε περίπτωση , να είστε βέβαιοι ότι επιλέγοντας θερμομονωτικά υλικά της Styropan, τα αποτελέσματα στη βελτίωση της θερμικής άνεσης- διατήρησης της θερμοκρασίας του χώρου σας (ζεστό και θερμικά άνετο περιβάλλον το χειμώνα και ένα δροσερό αντίστοιχα το καλοκαίρι χωρίς να ανάβετε καλοριφέρ και κλιματισμό) και στην αντίστοιχη εξοικονόμηση χρημάτων για θέρμανση-δροσισμό θα σας απογειώσουν για μια ζωή!