Aplink planetą – lietuvišku balionu

Aplink planetą – lietuvišku balionu

Ar įsivaizduojate, jog lengvutis, permatomas, vos vienuolika gramų sveriantis helio balionas galėtų apskrieti aplink visą pasaulį? Ir ne vieną kartą. Į tokią neeilinę misiją bepilotį balioną, kurio viduje įmontuota įranga, fiksuojanti jo koordinates bet kuriame pasaulio kampelyje, palydėjo lietuviai radijo mėgėjai, vadovaujami fizinių mokslų daktaro ir entuziasto Simono Kareivos.

Ramų lapkričio 9-osios rytą skrydžiui aplink Žemės planetą iš Vilniaus pakilo jau trečiasis Vilniaus universiteto (VU) radijo klubo entuziastų sukurtas vos vienuolikos gramų krovinį gabenantis helio balionas.

Ši misija, užkoduota LKB-3 pavadinimu, – jau trečiasis tokio baliono skrydis aplink pasaulį. Kaip ir kitos, ši kelionė prasidėjo dar ant Simono Kareivos darbo stalo, kur kiekvieną dieną vyksta litavimo ir konstravimo darbai bei susiduriama su daugiausia nesklandumų tikrinant, ar viskas veikia kaip pridera. Anot Simono, baliono paleidimo dieną, saulėtą ir ramią, kad jis nebūtų draskomas vėjo ir turėtų daug saulės energijos, stengiamasi nepalikti vietos atsitiktinumams ir nesklandumams. Visgi net ir labai stengiantis ne visuomet pavyksta.

„Starto metu kurį laiką nebuvo matoma skrydžio informacija, kuri labai svarbi aviacijai. Todėl vienam lėktuvui Vilniaus oro uoste teko palūkuriuoti prie pakilimo tako, kol tapome visiškai tikri, jog balionas pakilo į saugų aukštį“, – apie misijos pradžią kalba vienas jos iniciatorių, fizinių mokslų daktaras, išradėjas, VU radijo mėgėjų klubo prezidentas dr. S. Kareiva.

Lapkričio 9 dieną skrydžiui aplink Žemės planetą iš Vilniaus pakilo jau trečiasis Vilniaus universiteto (VU) radijo klubo entuziastų sukurtas lengvasvoris helio balionas.

Anot jo, oficialiausiai skambantis šios baliono kelionės tikslas – apskrieti aplink Žemės rutulį, tai byloja ir pavadinimas „Lietuviška kelionė balionu – aplink Žemės planetą“. Šis tikslas jau įgyvendintas antrosios misijos metu, kai apsukęs daugiau nei tris ratus aplink šiaurinį Žemės pusrutulį, panašus radijo mėgėjų kurtas balionas nukeliavo beveik 100 tūkst. kilometrų. Tačiau ilgalaikis tikslas yra sukurti itin pigią ir visiems prieinamą tokių skrydžių platformą, kad mokyklose ir universitetuose mokiniai bei studentai susipažintų su gamtos mokslais ne tik iš vadovėlių, bet ir praktiškai.

Atmosferos plūdė

Pasaulį skrodžiantis helio balionas trumposiomis radijo bangomis praneša savo koordinates. Šią informaciją renka radijo mėgėjai visame pasaulyje ir skelbia ją vienoje centralizuotoje, visiems prieinamoje duomenų bazėje. Taip lietuviai gali nustatyti ne tik baliono vietą, bet ir judėjimo kryptį, energijos lygį, kitus aktualius misijos duomenis.

„Deja, šią informaciją balionas perduoda vos keliolika kartų per dieną, idealiu atveju – kelis kartus per valandą, todėl jo buvimo vietą nustatyti galime tik apytikriai. Be to, informacijos perdavimas užtrunka keletą minučių, todėl žinios apie jo buvimo vietą nuolat vėluoja. Idealiu atveju ją galime nustatyti kelių kilometrų tikslumu“, – pasakoja dr. S. Kareiva.

Balionas yra tarsi plūdė ir atmosferoje plūduriuoja apie 12–13 km aukštyje, kur netrukdo įprastiems lėktuvų skrydžiams ir plevena kartu su vėju. Vėjo greitis tokiame aukštyje siekia apie 50–100km/h, o neretai gali siekti net 200 km/h.

„Šiais vadinamaisiais vėjų tuneliais kartais naudojasi ir civilinė aviacija, kad skrendant pavėjui sumažintų aviacinių degalų sąnaudas. Tad tokiam atmosferos plūdurui – mūsų balionui per dieną įveikti 2000 km yra visiškai normalu“, – aiškina fizinių mokslų daktaras.

Naujausiais duomenimis, sėkmingai perskridęs Baltarusiją, Lenkiją, Turkiją, Azerbaidžaną, Kiniją, Šiaurės Korėją, Japoniją ir kitas šalis, ramiai plūduriavęs virš šiaurinio Ramiojo vandenyno, lietuviškasis balionas šiuo metu skrodžia Aliaskos dangų.

Likimas stichijų rankose

Pasak S. Kareivos, palankiomis sąlygomis, pataikius į tinkamą vėjų srautą, tokiam balionėliui apskrieti Žemės planetą galima maždaug per tris savaites.

„Labai daug faktorių lemia, ar pavyks apskrieti visą planetą, ar apskriesime ekvatoriumi, ar suksimės ratu ties Šiaurės ašigaliu. Šie skrydžiai įprastai baigiasi tuomet, kai balione, skraidinančiame krovinį, atsiranda įtrūkimų dėl ultravioletinių saulės spindulių poveikio, tačiau kartais balionai patenka į labai aukštai susiformuojančius audros debesis ir apledėja tiek, kad nugrimzta ir nukrenta – tam pakanka vos kelių gramų ledo ar vandens“, – pasakoja mokslininkas.

Taip pat galimi ir elektronikos sutrikimai – jei balionas skrieja, tačiau nustoja apie save pranešti radijo ryšiu, deja, galima ir niekada nesužinoti, kokį atstumą jam pavyko įveikti.

Matuoja gramais

Pats balionas yra tik viena konstrukcijos dalių. Visą konstrukciją sudaro balionas, elektronika su GPS imtuvu ir sensoriais, saulės elementai ir radijo antena. Permatomas balionas yra matomiausia konstrukcijos dalis. Baliono smegenys – mini kompiuteris, kuris žino, kokią sensorių informaciją nuskaityti ir kada bei kaip perduoti informaciją apie save.

„Elektronika energiją gauna tik iš lengvasvorių saulės elementų, kadangi skraidinti bateriją ar kitokį energijos šaltinį būtų pernelyg pavojinga. Didžiausia bei trapiausia konstrukcija – 10 metrų ilgio plonytė radijo antena, sverianti mažiau nei 1 gramą. Ją pažeidus, paleidimo metu įvyktų didžiausias netikėtumas“, – sako dr. S. Kareiva.

Viskas kartu turi sverti kuo mažiau, tad, anot Simono, įprastai stengiamasi, kad konstrukcija neviršytų 10–12 gramų svorio. Tinkamai paleidus visą sistemą skrieti pavėjui, toliau viską lemia vėjas ir oro sąlygos.

Stebi du milijonai

Didžiausi iššūkiai, tenkantys aplink pasaulį skriejančiam balionui – neįprasti atmosferos reiškiniai.

„Pirmoji mūsų misija žlugo balionui patekus į devynių kilometrų aukščio audros debesis šalia Estijos. Dabar stengiamės, kad balionas pakiltų į ramų ir saugų 12–13 km skrydžio lygį“, – aiškina Simonas.

Iš radijo mėgėjų tiesioginio matymo zonos balionas dingsta tik nuskridęs už horizonto, tačiau didelės, apie 2 mln. pasaulio radijo mėgėjų bendruomenės dėka jo signalą galima girdėti beveik bet kuriame pasaulio kampelyje.

„Kartais dėl įvairių trikdžių negirdime baliono signalo vieną ar dvi dienas, tačiau misiją skelbiame žlugusia tik tuomet, kai jokių signalų negirdime daugiau negu savaitę“, – teigia pašnekovas.

Konstruoti – lyg maistą gaminti

Finansine prasme, anot S. Kareivos, šis projektas yra lyg maisto gamyba. Galima lankytis prabangiuose restoranuose, tačiau jei sugebate pasigaminti savo mėgstamą patiekalą namuose, tereikia produktų ir šiek tiek laiko.

Taip ir šiuo atveju – galima įsigyti beveik išbaigtą skrydžio elektroniką, specialiai tam pagamintą balioną, tuomet vieno baliono skrydis gali kainuoti ir apie 300 eurų. Tačiau jei išmoksite tokį „patiekalą“ pasigaminti namuose, jis gali atpigti dešimteriopai.

„Planuojame, jog ketvirtosios mūsų misijos išlaidos bus ne didesnės negu 30 eurų. Be abejo, reikia įvertinti ir tai, kad kaip ir su mėgstamiausiu patiekalu, taip ir čia reikia skirti laiko pačiam pavalgymui ir suvirškinimui – elektroniką reikia užprogramuoti, helio balioną užpildyti dujomis, net ir patį skrydį stebėti pačiam savarankiškai“, – vardija pašnekovas.

Be to, reikalinga vienkartinė investicija visam gyvenimui – išlaikyti radijo mėgėjo egzaminą.

S. Kareiva su komanda įdėmiai stebi, kaip aplink pasaulį skrieja jų kurtas bepilotis oro balionas.

Sveikinimas Lietuvai

Lietuvoje radijo mėgėjai jau yra inicijavę tris tokių balionų skrydžius. Pirmoji misija, anot S. Kareivos, buvo eksperimentinė ir surengta paskubomis – vienam mokslo populiarinimo kanalui tiesiog prisižadėjo sukurti tokį balioną. Tačiau ilgus metus teko laužyti galvą, kaip tą padaryti praktiškai. 2019 metais radijo mėgėjai netgi patys sukūrė unikalią prototipinę elektronikos sistemą, tačiau jos svoris buvo visiškai netinkamas lengvasvoriams skrydžiams. Tuomet nusprendė pasinaudoti kitų sugalvotais sprendimais ir startavo su pirmąja misija, vis dar nieko apie tai dorai neišmanydami. Ši misija tetruko kelias dienas.

Kovo 11-ąją skrydžiui pakilo antroji, labiau apgalvota konstrukcija, kuri ir buvo pati sėkmingiausia. Taip originaliai radijo mėgėjai pasveikino Lietuvą nepriklausomybės atkūrimo proga.

Pažinimo džiaugsmas

S. Kareivos manymu, tam, kad būtų lengviau suprasti šios veiklos kontekstą, reikėtų atsitraukti kelis žingsnius nuo lietuviškojo baliono projekto ir pažvelgti į tai iš kiek platesnės perspektyvos. Visos šios istorijos ištakos slypi didžiausiame XX a. technologiniame hobyje pasaulyje – radijo mėgėjystėje. Tada, kai nebuvo plačiai prieinamų įvairiausių socialinių tinklų, paremtų interneto komunikacijomis, žmonės buvo ne ką mažiau ištroškę dėmesio ir bendravimo, o socialinių tinklų vaidmenį atliko primityvios telefonų konferencijos, susirašinėjimai laiškais su nepažįstamais ir, be abejo, visiems prieinamos, tačiau technologinių žinių reikalaujančios mėgėjiškos radijo bangos.

„Dabar turbūt paklausite, ką tai bendro turi su skraidančiais balionais? XXI a. šis hobis jau nebetenka socialinio aspekto, tačiau „pasidaryk pats“ idėja ir pasaulio pažinimo džiaugsmas tarp radijo mėgėjų vis dar yra labai stiprios varomosios jėgos“, – sako Simonas.

Tad ir lietuviškojo baliono kelionė aplink Žemės rutulį prasidėjo nuo pažinimo džiaugsmo – norėjosi sugalvoti, kokiu originaliu ir itin neįprastu, tačiau visiems prieinamu būdu būtų galima tyrinėti pasaulį.

Įkvėpė aviatoriai

S. Kareiva pasakoja, jog šio projekto idėja kilo vienoje radijo mėgėjų jaunimo stovykloje, 2018 metais vykusioje gana neįprastoje vietoje – Pietų Afrikos Respublikoje. Šiose stovyklose, skirtose jaunimui iki 25 metų, įprastai supažindinama su tradicinėmis radijo mėgėjiškomis veiklomis. Tačiau tąkart tarp mentorių pasitaikė aviacijos srities entuziastų, todėl buvo atliktas ir mėgėjiškas baliono skrydis. Jis lietuvių komandą įkvėpė idėjai – o ką, jei balionu apskrietumėme aplink visą planetą?

„Pasirodo, tai nebuvo absoliučiai originali idėja. Tuo pasaulyje jau užsiima keliasdešimt radijo mėgėjų, tačiau Lietuvoje mes šią idėją – apskrieti ratu aplink Žemės rutulį – įgyvendinome pirmieji“, – džiaugiasi S. Kareiva.

Tų pačių metų vasarį klubas organizavo televizijos tiltą su tarptautine kosmine stotimi, kurio metu moksleiviai galėjo užduoti klausimus orbitoje esančiam astronautui Joe Acabai. Dėl šios veiklos projekto grupė buvo apdovanota prezidentės Dalios Grybauskaitės prizu už išradingą būdą Lietuvos nepriklausomybės šimtmečiui paminėti.

Arčiau kosmoso

S. Kareivą drąsiai galėtume vadinti lietuviškųjų kosmoso technologijų inovatoriumi. Jis – pirmojo lietuviško palydovo „LituanicaSAT-1“, kuris kilo į kosmosą, kūrėjas.

Sukurti pirmąjį lietuvišką palydovą Simonui su komanda užtruko maždaug pusantrų metų. Prieš jo paleidimą į kosmosą iš NASA skrydžių aikštelės kūrėjams teko ištverti daug bemiegių naktų.

S. Kareiva juokiasi, jog ši idėja gimė dviem entuziastingiems jaunuoliams begeriant kavą ir tušinuku atsargiai rašant mintis, stengiantis neįdrėksti plono servetėlės popieriaus. Neprabėgus nei dvejiems metams, šie gležni užrašai pavirto vienu pirmųjų Lietuvos kosmoso palydovų, paleistų iš Tarptautinės kosminės stoties.

Didžiausi iššūkiai projekto eigoje, anot Simono, buvo laiko stoka, begalė eksperimentų ir didžiulis kiekis naujos informacijos, kurią reikėjo įsisavinti. S. Kareiva buvo atsakingas už žemės stoties ryšių centrą – jam reikėjo suprasti ir perprasti, kokiu būdu informacija perduodama į palydovą, kaip parsiunčiama nuotrauka, kaip skaičiuojamos palydovų orbitos, kas yra balistinis koeficientas ir daug kitų dalykų, kuriuos pramiegojęs mokykloje fizikos pamokose, buvo priverstas prie jų sugrįžti savo noru.

Iš vartotojo – į kūrėją

S. Kareivos manymu, šiandien lengviau būti oportunistu negu tikru genialiu išradėju.

„Pasaulyje tiek daug visko vyksta vienu metu ir mes gyvename visiškoje informacijos košėje. Iš informacinio triukšmo išgraibę kažką neįprasto, galime pasiskelbti visai originaliu išradėju, nustebinti aplinkinius. Kita vertus, dėl šio triukšmo gana sunku įsigilinti į vieną konkrečią veiklą, giliai sutelkti į ją dėmesį, čia kalbu taip pat ir apie save“, – šypteli pašnekovas.

Anot S. Kareivos, vertėtų paklausti, ar lengva mokslininkui 90 proc. savo darbo laiko skirti ne mokslui, o nuolatiniam mokslinių šaltinių tikrinimui, ar jo idėjų anksčiau nebandė įgyvendinti kiti mokslininkai ir ar jos yra pakankamai originalios.

„Nesiskelbiant išradėju ir vardan gero tikslo pasiskolinti idėja, kurią įgyvendinęs gali maloniai nustebinti kitus, savaime nėra blogai. Pakeisk mažą detalę, įgyvendink idėją kitaip, keisk šimtus kartų, daryk klaidas, iš jų mokykis, nenuleisk rankų ir anksčiau ar vėliau tapsi genialiu išradėju. Juo netampame, kai numojame ranka ir naudojame kieno nors kito sukurtą patenkinamą sprendimą, sakydami „bus gerai“. Taip tampame viso labo tik vartotoju“, – pabrėžia fizinių mokslų daktaras.

Knyga atvėrė akis

S. Kareivos kelionė į mokslo pasaulį prasidėjo nuo dar 1990 metais lietuvių kalba išleistos knygos „Mokslas ir Visata“. Šią knygą tiesiogine to žodžio prasme Simonas sugraužė – perskaitė dešimtis kartų, perpiešinėjo brėžinius, studijavo. Prieš keletą metų vienoje kavinėje rado šią knygą tiesiog padėtą kaip dekoraciją, tad užvirė emocijos ir po neilgų derybų su pardavėja nusipirko dar vieną egzempliorių. Po mokyklos S. Kareiva pasirinko kompiuterinių technologijų specialybę, kuri apie 2000 metus buvo labai smarkiai populiarėjanti, šioje srityje jis daugiausiai dirba iki šiol. Tačiau mokslas ir racionalus, logiškas aplinkos pažinimas ir vertinimas išlieka didžiausia dr. S. Kareivos profesine atrama.

Kasdien plečia akiratį

Įdomiausias mokslinis darbas S. Kareivai yra toks, kurio rezultatus kuo greičiau gali pritaikyti praktiškai. Rašydamas savo daktaro darbą susidūrė su projektu, kurio tikslas buvo pigiai pagaminti aerogelius, taikomus labai įvairiose srityse, taip pat ir kosmonautikoje. Deja, dėl laiko stokos nepavyko šiame moksliniame projekte sudalyvauti, tačiau pats mokslinis darbas Simono atmintyje išliks kaip vienas praktiškiausių.

„Gamybos platforma buvo sąlyginai nesudėtinga, tačiau reikalavo žmogaus priežiūros, o mes ieškojome būdų kaip saugiai kompiuterizuoti didelio slėgio gamybos kameros darbą. Deja, mano mokslinės disertacijos darbo tema nebuvo tiesiogiai susijusi su kosmoso technologijomis, tačiau tai buvo dar viena rimta galimybė praplėsti akiratį ir susipažinti su anksčiau netirta mokslo sritimi“, –prisimena dr. S. Kareiva.

S. Kareivos nuomone, smalsesni ir susidomėję skaitytojai interneto pagalba nesunkiai galės surasti, kokia gi buvo ta jo darbo tema. O tuo tarpu nesiekiantiems mokslo aukštumų, tačiau norintiems išradingai pažinti pasaulį, kuriame gyvena, Simonas siūlo tapti radijo mėgėju – tereikia vieną kartą išlaikyti mokyklinės fizikos lygio egzaminą Ryšių reguliavimo tarnyboje.

Prisidėti prie švietimo formavimo – pareiga

Pasak S. Kareivos, technologijų padėtis Lietuvoje per pastaruosius penkerius-septynerius metus kardinaliai pasikeitė. Sulaukėme nemažai investicijų iš pasaulio technologijų gigantų vien dėl to, kad technologijas kurti Lietuvoje yra vis dar sąlyginai pigiau negu vakarų Europoje. Tačiau situacija keičiasi, mūsų gyvenimo lygis natūraliai auga gana sparčiai, o technologijų kūrimo kaštai – taip pat. Simono manymu, kaip šalis, turime ieškoti kitų konkurencinių pranašumų – nišinių technologijų pramonės sektorių, tokių kaip kosmoso technologijos, puslaidininkiai, lazeriai, belaidės technologijos ir pan.

„Tačiau ankstyvame etape netinkamai suformavę augimo kryptį būsimiems darbo rinkos žaidėjams – moksleiviams – rizikuojame neturėti talento šioms potencialioms nišoms pridengti. Tačiau galbūt aš klystu – gal mums trūksta teisininkų, ūkininkų, rašytojų, ekonomistų? Gerų – visuomet trūksta, “ – svarsto pašnekovas.

Visgi S. Kareivos pastebėjimu,  teisininkų rengiame vis dar daugiau, negu reikia darbo rinkai. Ūkinė technika vis labiau kompiuterizuota, javai laistomi centimetro tikslumu pagal GPS signalus. Galbūt tuos, kuriuos šiandien vadiname „influenceriais“, rytoj pakeis dirbtinis intelektas.

„Numatyti visa tai ir formuoti švietimo strategiją, kuri išnaudotų visas mūsų šalies galimybes ilgalaikėje perspektyvoje – visų mūsų pareiga“, – pabrėžia mokslininkas.

Atsiliekame nuo Europos

Technologijų skvarbai išmatuoti S. Kareiva mėgsta panaudoti radijo mėgėjų skaičių visuomenėje. Pavyzdžiui, Japonijoje radijo mėgėjai sudaro 0,3 proc. gyventojų, t. y. jų yra apie 400 tūkstančių. JAV jų gretos siekia 0,25 proc., Europoje skaičiai panašūs – apie 0,1–0,2 proc. O štai Lietuvoje radijo mėgėjų yra vos mažiau nei tūkstantis, jie tesudaro mažiau nei 0,03 proc. – vien nuo Europos atsiliekame tris kartus.

„Šie skaičiai yra labai indikatyvi domėjimosi mokslu ir technologijomis išraiška“, – sako mokslų daktaras. – Domėtis ir pažinti pasaulį įprastai pradedame mokykloje, namų aplinkoje, todėl aplinkinių – mokytojų, tėvų įtaka yra labai svarbi“.

Pasak S. Kareivos, nors to, ar tėvai skatina vaikus domėtis supančiu pasauliu, nematome, tačiau mokyklose problemos, trukdančios tiksliesiems mokslams skintis kelią, yra lengviau pastebimos – mokytojo specialybė šiandien vis dar nėra prestižinė ir nepanašu, kad artimiausiu metu tokia lengvai taps.

„Aišku, yra daug puikių mokytojų, kurie aukoja nemažą dalį savo gyvenimo ir asmeninio laiko tam, kad užaugintų ne tik vartotojų, bet ir kūrėjų kartą“, – pastebi pašnekovas.

Simonas yra apklausęs nemažai moksleivių, kurie klausėsi jo paskaitų ir pasakojimų apie pasaulio pažinimo projektus. Dauguma jų neužsiima tokia veikla dėl to, kad patys mokytojai dėl nežmoniškų krūvių ir problemų neturi laiko ir galimybių dirbti su papildomais projektais. Moksleiviai taip pat nurodė, kad patys neturi pakankamai laisvo laiko.

„Laiko visi turime vienodai. Belieka daryti išvadą, jog jaunimo laisvalaikio prioritetai sudėlioti mokslo nenaudai. Jei jaunų, laiko pasaulio pažinimui neturinčių žmonių laisvalaikis vyksta „TikTok“ ar „Instagram“, tai prilygsta sakymui, jog neturiu laiko sportui, nes esu užimtas drybsojimu ant sofos“, – atvirai sako mokslininkas.

 

 

Jūsų komentaras

Rekomenduojami video

Daugiau leidinio naujienų