Lecimy na Marsa?

Dziewiątego października w polskim środowisku naukowym zawrzało. Portale internetowe poświęcone rozwojowi przemysłu kosmicznego prześcigały się w publikacji jednej, piorunującej informacji, która z godziny na godzinę zyskiwała coraz większą popularność i przebijała się do nagłówków największych koncernów prasowych, a nawet za granicę. Cały kraj już wiedział: wysyłamy kolejnego satelitę. Tym razem aż na Marsa. 

KAMIL SERAFIN

 

O co właściwie chodzi? Tym z was, którzy przed kilkoma tygodniami schowali głowę w piasek i jakimś cudem nie trafili na informację o nowym narodowym przedsięwzięciu, należy się chyba kilka słów wyjaśnienia. Podczas październikowej konferencji Impact Mobility’19 rEVolution w Katowicach zawarte zostało specjalne konsorcjum, otwierające przed polskim środowiskiem naukowym zupełnie nowe możliwości. Swoje podpisy złożyli kolejno przedstawiciele najlepszych polskich uczelni technicznych (na czele z Akademią Górniczo-Hutniczą im. Stanisława Staszica w Krakowie) oraz wrocławskiej spółki SatRevolution, która w kwietniu tego roku umieściła na orbicie pierwszego polskiego komercyjnego satelitę — Światowida oraz współuczestniczyła w misji KRAKsat. Najwięcej emocji wywołało jednak dołączenie do umowy kalifornijskiej firmy Virgin Orbit, będącej częścią imperium spod znaku Virgin Group, należącego do miliardera Richarda Bransona. 

 

Celem projektu (wciąż nieposiadającego konkretnej nazwy własnej) jest wysłanie na marsjańską orbitę maksymalnie trzech małych satelitów badawczych, stworzonych w całości przez polskich naukowców i inżynierów. Zgodnie ze słowami dyrektora naukowego przedsięwzięcia, profesora Jana Dziubana z Politechniki Wrocławskiej, zarządzanie przebiegiem misji i planowanie kolejnych jej etapów powierzone zostanie w przeważającej większości Amerykanom, jako posiadającym w tych kwestiach o wiele większe doświadczenie. Na razie brak informacji na temat źródeł finansowania. Koszty mają być jednak niewielkie w porównaniu do innych misji marsjańskich, a część z nich pokryje partnerstwo publiczno-finansowe. 

 

Według wstępnych założeń satelita ma ważyć mniej niż 50 kilogramów. Do jego głównych zadań należeć będzie między innymi obrazowanie powierzchni Czerwonej Planety oraz Fobosa – jednego z jej księżyców. Poddana analizie ma zostać także atmosfera, a badania uwzględnią poszukiwanie podziemnych pokładów wody. Na wyposażenie będą się najprawdopodobniej składać między innymi czujniki podczerwieni, spektrometr oraz, co niezwykle ciekawe, mikrosystem biologiczny, czyli żywa roślina. 

 

Wstępnie zaplanowany start ma nastąpić pod koniec 2022 roku, podczas kolejnego okna startowego z Ziemi na Marsa. Satelita zostanie wyniesiony w przestrzeń kosmiczną za pomocą rakiety LauncherOne, opracowanej właśnie przez Virgin Orbit. To lekka i stosunkowo mała jednostka, uruchamiana podczas lotu specjalnym modelem Boeinga 747. Obecnie trwają testy nad jej pierwszym wykorzystaniem, które mają się zakończyć jeszcze w tym roku. W tym przypadku konieczne jednak będzie zaprojektowanie kolejnego, trzeciego stopnia dla tej rakiety, aby dać jej możliwość umieszczenia obiektu na orbicie innej planety. 

 

Wyprawa na Marsa to bowiem nie wysyłanie kolejnego nanosatelity na niską orbitę okołoziemską. Odległość od celu waha się od około 55 do aż 377 milionów kilometrów, podczas gdy dotychczas stworzone przez nas nanosatelity stale znajdowały się około 400 kilometrów nad naszymi głowami. Czasami konieczne okazuje się wykorzystanie oddziaływania grawitacyjnego Księżyca, a kilkukrotny przelot dookoła Ziemi jest czymś całkowicie normalnym przed dalszą drogą. Nietrudno przytoczyć przykłady sond, które swą przygodę zakończyły przedwcześnie z powodu utraty komunikacji czy też przez błędy w spożytkowaniu paliwa. Taki los spotkał przecież między innymi japońskie Nozomi oraz większość radzieckich misji Mars. Opóźnienie w przesyłaniu sygnału to średnio ponad 13 minut w jedną stronę. Koszty wysłania jakiegoś obiektu w tak daleką i ryzykowną drogę mogą się niektórym wydawać niebotyczne. Do tej pory jedynie Stany Zjednoczone, Rosja (również jako Związek Radziecki), Japonia, Chiny, Indie oraz Unia Europejska zdołały zebrać odpowiednie środki i zrealizować własne misje na czwartą planetę od Słońca. Poza łazikami i lądownikami mowa tu w większości o sondach badawczych, których masa sięgała nawet kilku ton, a samo ich wyniesienie na orbitę skutkowało wydatkiem liczonym w dziesiątkach milionów dolarów. Przeznaczeniem wielu z nich były obserwacje meteorologiczne, mapowanie mineralogii powierzchni oraz oczywiście poszukiwanie wody. Dzięki tym staraniom dysponujemy dziś nie tylko ogromną wiedzą na temat całej marsjańskiej topografii, ale posiadamy także niezliczone zdjęcia oraz informacje o historii geologicznej.  

 

Polski projekt nie będzie jednak pełnowymiarowym satelitą, którego wyobraża sobie przeciętny zjadacz chleba, myśląc o misjach kosmicznych. To CubeSat, mikrosatelita, na wstępnych wizualizacjach przedstawiany jako prostopadłościan o objętości kilkudziesięciu standardowych dla tej technologii jednostek U(w standardzie Cubesat), czyli sześcianów o krawędzi 10 cm. Dla porównania, wymiary KRAKsata wynosiły dokładnie 1U(jedną jednostkę w standardzie CubeSat), a PW-Sata2 i Światowida – 2U(jednostki w standardzie CubeSat). Tak małe obiekty nie były wcześniej wysyłane w przestrzeń międzyplanetarną. Zmieniło się to dopiero w zeszłym roku, kiedy w stronę Marsa poleciały MarCO-A i MarCO-B — dwa pionierskie CubeSaty NASA o rozmiarze 6U(6 jednostek w standardzie CubeSAT)`. Ich zadaniem było wspieranie lądownika InSight podczas osiadania na powierzchni, przekazując dane z telemetrii bezpośrednio na Ziemię. Na ich wyposażenie składały się eksperymentalne, zminiatUryzowane systemy komunikacji i orientacji, kamery oraz silniki na zimny gaz. Po nieco ponad miesiącu od zrealizowania swoich celów oba satelity umilkły. 

 

Opracowanie misji, pod wieloma względami dalece trudniejszej od wyzwań, z jakimi do tej pory mierzyły się czołowe agencje kosmiczne, jest zatem skokiem na naprawdę głęboką wodę. Polscy inżynierowie kosmiczni nie stali jeszcze przed tak ciężkim zadaniem. Owszem, nasi rodacy niejednokrotnie wspierali zagraniczne projekty zaprojektowanymi w naszym kraju komponentami, takimi jak czujnik temperatury dla lądującego na Tytanie Huygensa czy też manipulator dla sondy Rosetta. W tym przypadku, jeśli zapowiedzi prof. Dziubana się potwierdzą, niemal wszystkie komponenty satelity mają zostać stworzone w kraju nad Wisłą. 

 

Zarówno uczelnie, jak i współpracujące z nimi firmy napotkają zapewne mnóstwo problemów, których rozwiązanie będzie wymagało nakładów nie tylko finansowych, ale przede wszystkim czasowych. Chcąc uniknąć komplikacji, z jakimi zetknęły się platformy takie jak współtworzony z SatRevolution KRAKsat, konieczne będą liczne testy i nieszablonowe rozwiązania. A czasu z każdym dniem jest coraz mniej. 

 

Minister Przedsiębiorczości i Technologii, Jadwiga Emilewicz, zaledwie na dzień przed ogłoszeniem konsorcjum zachęcała studentów obecnych w Politechnice Poznańskiej do powiązania ścieżki swojej kariery zawodowej z inżynierią satelitarną. Stwierdziła, że tym, czego najbardziej brakuje naszemu raczkującemu sektorowi kosmicznemu, są przede wszystkim wykwalifikowane kadry, które byłyby w stanie realizować kolejne projekty, mogące wybić nas wyżej na arenie międzynarodowej. Takie kadry z pewnością będą potrzebne również przy naszej wyprawie na Marsa, do której zaangażowani powinni być (i zapewne będą) nie tylko prywatni przedsiębiorcy i uczelniani profesorowie, ale również studenci. A jak będzie ostatecznie? O tym przekonamy się, miejmy nadzieję, jak najszybciej. Konkretów niestety wciąż brak. A okno startowe nie będzie czekać. 

Tekst dostępny jest również w naszym najnowszym wydaniu “Momenty”

Dodatkowe informacje: 

  • Hieronim Hurnik, “Planeta Mars — Historia i Współczesność”, Truszczyny 2018

Post Author: Kamil Serafin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.