Nauka

Polskie satelity

Krążą na wysokości kilkuset kilometrów nad Ziemią i są niewielkimi sześcianami o masie nieprzekraczającej 7 kg. Dwa zostały zbudowane przez naukowców z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN), jeden przez studentów Politechniki Warszawskiej (PW) pod okiem tych samych naukowców. Lem, Heweliusz i PW-Sat to pierwsze polskie satelity, które znalazły się na orbicie. W planach są jeszcze co najmniej dwa małe urządzenia budowane w polskich ośrodkach naukowych oraz większy rządowy satelita obserwacyjny.

Polacy od dawna konstruują przyrządy, które latają w kosmos wraz z misjami organizowanymi przez inne kraje. CBK PAN naliczyło ponad 70 takich instrumentów, które powstały w tym ośrodku od lat 70. XX wieku aż do dziś. Jednak przez długi czas nie było w kosmosie samodzielnej polskiej misji satelitarnej. Sprawa prestiżu? Owszem, też. Ośrodki naukowe i firmy, które potrafią budować satelity, cieszą się nie tylko prestiżem, ale też niezłymi zarobkami (przemysł kosmiczny ma jedną z najwyższych stóp zwrotu spośród wszystkich sektorów gospodarki).

Istotna jest też inna sprawa: zdolność budowania własnych satelitów zbierających dane militarne, meteorologiczne czy hydrogeologiczne. Takie dane to produkt, za który można uzyskać na świecie wysoką cenę. Polska wie o tym dobrze, bo musi teraz słono płacić za wszelkie niezbędne jej dane satelitarne. A bez nich nie ma nowoczesnego rolnictwa, systemów antykryzysowych czy operacji militarnych. Zamiast wysyłać żołnierzy za granicę w ramach operacji prowadzonych przez NATO, moglibyśmy opłacać swoją dolę strategicznymi danymi satelitarnymi. To argumenty moim zdaniem nie do zbicia.

PW-Sat
PW-Sat

Dlatego w perspektywie przystąpienia do Europejskiej Agencji Kosmicznej (które nastąpiło w listopadzie 2012 roku) mocno przyspieszyły prace nad polskimi satelitami. Jako pierwszy znalazł się na orbicie nanosatelita PW-Sat zbudowany przez studentów PW. To niewielkie urządzenie w kształcie sześcianu o boku 10 cm waży zaledwie 1 kg, a jego zadaniem było przetestowanie elastycznych ogniw fotowoltaicznych i systemu deorbitacji, który pozwala bezpiecznie sprowadzić niepotrzebnego satelitę z orbity, by spłonął w atmosferze.

Z początku wszystko szło dobrze. Budowane przez niemal osiem lat urządzenie zostało wyniesione w kosmos 13 lutego 2012 roku podczas pierwszego lotu nowej europejskiej rakiety nośnej o niskim udźwigu, Vega. PW-Sat trafił na niską orbitę na wysokości ponad 300 km, po czym studenci PW utracili z nim kontakt. Nie udało im się przetestować nowych rozwiązań technicznych, ale nadal obserwują niegrzecznego satelitę, który, pozbawiony nadzoru, stopniowo obniża swoją wysokość, hamowany przez gęstsze warstwy atmosfery. Z wyjściowych 310 km do lutego 2014 roku opadł na wysokość niespełna 295 km.

Praca nad PW-Sat
Praca nad PW-Sat (fot. Andrzej Kotarba)

Lepiej powiodło się jego większym kolegom – bliźniaczym satelitom naukowym Lem i Heweliusz, stworzonym przez CBK PAN. Ich budowa kosztowała 14,2 mln zł i był to największy w Polsce grant badawczy w dziedzinie astronomii i badań kosmicznych.

Oba urządzenia należą do zespołu sześciu satelitów BRITE (BRIght Target Explorer Constellation), których celem jest obserwacja 286 najjaśniejszych gwiazd Drogi Mlecznej. Warto wspomnieć, że pomysłodawcą programu BRITE jest mieszkający w Kanadzie polski astronom, prof. Sławomir Ruciński z Uniwersytetu w Toronto. Lem, sześcian o boku 20 cm i masie 7 kg, znalazł się na orbicie na wysokości 800 km 21 listopada 2013 roku, dołączając do czterech maszyn zbudowanych w Austrii i Kanadzie. Niespełna 1,5 godziny po starcie z rosyjskiego kosmodromu Jasny/Dombarowski Lem przesłał na Ziemię pierwsze dane i robi to do dziś. Dzięki temu naukowcy poznają szczegóły dotyczące procesów fizycznych zachodzących we wnętrzu najjaśniejszych gwiazd, np. reakcji termojądrowych, mieszania materii czy transportu energii z centrum ku powierzchni przez konwekcję i promieniowanie.

Lem, jak pozostałe satelity BRITE, wyposażony jest w najmniejszy na świecie, kilkucentymetrowy teleskop, czujnik położenia gwiazd, żyroskop, system łączności i kamerę. Z wierzchu pokryty jest panelami słonecznymi. Dane zebrane przez system BRITE są przekazywane do stacji naziemnych w Kanadzie, Austrii i Polsce (gdzie odbiera je Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN).

Start Heweliusza, drugiego polskiego satelity z konstelacji BRITE, był kilkakrotnie odkładany. Kiedy urządzenie już, już miało zostać wystrzelone pod koniec grudnia 2013 roku, chińska rakieta nośna, dotychczas bezawaryjna, wyniosła brazylijskiego satelitę na Antarktydę zamiast na orbitę. Zanim Chińczycy zbadali, co zawiodło, minęło kolejne kilka miesięcy. Start ostatecznie nastąpił 19 sierpnia 2014 roku. Heweliusz zaczął nadawać po niespełna 5 godzinach od wystrzelenia, z wysokości 800 km nad Ziemią.

Lem
Lem

Satelita ten różni się nieco od swojego brata Lema. Oba urządzenia zostały zbudowane na bazie kanadyjskich podzespołów, jednak Heweliusz to w znacznej mierze autorska konstrukcja Polaków.

– Heweliusz niesie swój polski ładunek technologiczny – mówi Tomasz Zawistowski, koordynator projektu BRITE-PL z CBK PAN, i wymienia: – Chodzi o układ zasilania, urządzenie do kontrolowanego odbezpieczenia ładunku, układ do pomiaru promieniowania, elastyczne ogniwo słoneczne, miniaturowy wysięgnik, który może służyć jako antena do badania plazmy, oraz radionadajnik umożliwiający śledzenie satelity przez radioamatorów z Ziemi.

lem

Naukowiec dodaje, że inżynierowie CBK zmniejszyli nieco masę i rozmiary teleskopu znajdującego się na pokładzie Heweliusza, a jego światłoczułą matrycę dodatkowo wyposażyli w osłonę przeciw promieniowaniu kosmicznemu. Teleskop posiada czerwony filtr umożliwiający obserwację zimnych, czerwonych gwiazd.

Co dalej z polskimi satelitami? Studenci Politechniki Warszawskiej już zabrali się za budowę następnego urządzenia, które będzie nosić nazwę PW-Sat2. Ma mieć wagę około 2 kg i wymiary 10 x 10 x 20 cm, a więc dwukrotnie większą objętość i masę niż jego pechowy poprzednik PW-Sat. Ta maszyna ma się znaleźć na orbicie przed końcem 2015 roku i wykona pierwsze polskie zdjęcia Ziemi z kosmosu. Przetestuje opracowane na PW wynalazki, takie jak czujnik położenia względem Słońca, system otwierania paneli słonecznych czy nowy system deorbitacyjny.

Heweliusz

Ale na tym nie koniec polskich planów kosmicznych. CBK PAN we współpracy z Niemiecką Agencją Kosmiczną (DLR) ma zbudować dwa bliźniacze satelity DEPLiX, których zadaniem będzie przetestowanie formacji satelitarnych, a więc wzajemnych manewrów maszyn na orbicie. Zadanie zbudowania polskiego urządzenia wzięły na siebie Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie i Politechnika Łódzka.

– Niestety, musieliśmy zwolnić tempo prac ze względu na bardzo ograniczone fundusze skarży się prof. Tadeusz Uhl z AGH, szef projektu. – Żadna agencja rządowa ani ministerstwo nie chcą podjąć decyzji co do finansowania budowy tego satelity, pomimo bardzo silnych nacisków ze strony niemieckiej.

W związku z tym planowane na 2016 rok wystrzelenie satelity może się opóźnić. Do kiedy? Nie wiadomo.

Transport Heweliusza
Transport Heweliusza

Polski rząd ma jednak własne plany satelitarne. Z przyjętego w marcu 2014 roku „Krajowego Planu Rozwoju Sektora Kosmicznego w Polsce na lata 2014-2020” wynika, że priorytetem jest budowanie niewielkich satelitów przez polski przemysł – głównie na użytek administracji publicznej. Najbliższym celem jest skonstruowanie satelity obserwacyjnego, który ma służyć m.in. bezpieczeństwu kraju (a więc zdobywaniu danych dla operacji militarnych czy zarządzania kryzysowego). Ma on być wspólną inwestycją Ministerstwa Obrony Narodowej, Ministerstwa Cyfryzacji i Ministerstwa Spraw Zagranicznych. Maszyna ma się znaleźć na orbicie najpóźniej w 2021 roku, a koszt jej budowy oszacowano na 700 mln zł.

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story