Sprawdź jaki laptop Intel Evo jest najlepszy dla Ciebie Więcej
Technologie

Kosmos a sprawa polska cz. 3 - gdzie zmierzamy i jakie mamy szanse

KK
Krzysztof Kurdyła
0

Poprzednie artykuły o Polsce w kontekście kosmosu sponsorowało słówko „nie”, stworzenie portu dla lotów orbitalnych na dziś jest niemożliwe, do budowy rakiet jesteśmy kompletnie nieprzygotowani. Są jednak dziedziny, w których polskie firmy i uczelnie już w kosmosie „walczą”.

Satelity

Dzięki spadkowi cen wynoszenia obiektów na orbitę połączoną z miniaturyzacją satelitów, możliwość umieszczenia takiego urządzenia stała się przystępna dla takich podmiotów jak firmy, startupy czy uczelnie. W efekcie, na orbicie mamy lub mieliśmy już kilka polskich nanostatelitów.

Pierwszym polskim satelitą był stworzony na Politechnice Warszawskiego CubeSat (satelity powstałe na bazie zestandaryzowanych modułów 1U - 10 x 10 x 10 cm) o nazwie PW-Sat. Trafił na niską orbitę ziemi w 2012 r. ale jego misja zakończyła się niestety niepowodzeniem.

Satelita na orbicie nie zdołał wykonać głównego eksperymentu (test ogona deorbitacyjnego) i stracił kontakt z bazą. Jednak doświadczenia przy jego tworzeniu zaowocowały udaną misją z 2018 r. gdy PW-Sat 2 udanie przetestował żaglowy system deorbitacji.

W ramach polsko-kanadyjsko-austriackiej inicjatywy naukowej Brite na orbitę heliosynchroniczną trafiły 6-kilogramowe satelity Lem oraz Heweliusz. Pierwszy z nich został zbudowany głównie z kanadyjskich komponentów, ale znów, doświadczenie zdobyte przy jego montażu i kooperacji z zagranicznymi podmiotami pozwoliły Heweliusza opracować w większości w Polsce. Oba pojazdy działają do dziś.

W 2019 r. na orbitę poleciały razem:

  • Światowid, pierwszy komercyjny satelita, zbudowany przez wrocławską firmę SatRevolution, obecnie przemianowaną na Satrev. Był to pierwszy z testowych satelitów obserwacyjnych tej firmy.
  • KRAKsat, studencki satelita, który miał przetestować ferrofluidowe koło zamachowe, umożliwiające zmianę orientacji cubesata. Urządzenie zbudowali studenci Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie na platformie SatRevolution.  Choć z satelitą udało nawiązać się kontakt, seria awarii ostatecznie uniemożliwiła przeprowadzenie testów.

Jako ciekawostkę można dodać, że oba satelity dotarły najpierw na Międzynarodową Stację Kosmiczną, a dopiero stamtąd zostały „uwolnione” na właściwe orbity.

Satrev w tym roku umieścił na orbicie kolejne dwa testowe satelity obserwacyjne, Stork-4 i Stork-5, mające być wstępem do budowy konstelacji obserwacyjnej złożonej z 1500 nanosatelitów. Kolejne Storki są już w budowie i w 2022 r. polecieć ma kolejnych 6 sztuk. Firma przygotowuje też platformy satelitarne, w ramach których będzie budować podobne obiekty na zamówienie, a także tworzyć satelity łączące instrumenty od kilku niezależnych klientów.

Nad technologiami satelitarnymi dla telekomunikacji, w tym rozwiązaniami dla systemów 5G, pracuje Thorium Space, jedna z najwyżej dziś wycenianych polskich spółek kosmicznych. Politechnika Warszawska pracuje z kolei nad PW-Sat3, który tym razem ma zbadać napęd dla satelitów typu „cold gas”, pozwalający mu na korygowanie orbity oraz przetestować komputer pokładowy firmy KP Labs - Antelope.

Nad kilkoma projektami pracuje też firma CreoTech, która ma być głównym wykonawcą konstelacji mikrosatelitów obserwacyjnych dla polskiej armii, PIAST. Ciekawym urządzeniem ma być też ich satelita naukowy, mający umożliwić polskim uczelniom obserwacje przestrzeni kosmicznej w zakresie fal ultrafioletowych.

Z pewnością jedną z najważniejszych rzeczy do ogarnięcia w najbliższym czasie będzie budowa systemu naziemnego do dwustronnej komunikacji z satelitami na orbicie. Z tego co wiem plany takie ma zarówno POLSA, jak i niektóre firmy prywatne. Zobaczymy co i kiedy z tego wyjdzie.

Inne polskie kosmiczne wihajstry

Jednak nie samymi satelitami polski przemysł kosmiczny żyje. Sporo ciekawych rzeczy polske firmy robią jako podwykonawcy i uczestnicy większych projektów. Jednym ze słynniejszych projektów był „kret”, czyli penetrator udarowy sondy Mars InSight stworzony przez firmę Astronika. Urządzenie co prawda nie zdołało pokonać specyficznej gleby marsjańskiej,  na jaką natknięto się w miejscu lądowania, ale samo urządzenie działało niezawodnie i zgodnie z założeniami projektu.

Obcnie firma przygotowuje przeróżne mechanizmy dla pojazdów kosmicznych, np. służące do rozkładania ogniw słonecznych czy instrumenty pomiarowe. Kilka z nich poleci między innymi w misji Juice badać Jowisza i jego bardzo ciekawe księżyce (Genimedes, Kalisto, Europa).

Ciekawe prace badawczo-rozwojowe nad zastosowaniem nadtlenku wodoru jako „zielonego” paliwa rakietowego prowadzi firma Jakusz SpaceTech. Wspomniany już Satrev, podobnie jak KP Labs i parę innych firm rozwija produkty optyczne dla satelitów. Spacive z kolei przygotowuje materiały i kompleksowe rozwiązania z zakresu termiki statków kosmicznych.

Polska branża kosmiczna jest mocno... eklektyczna. Większość firm, szczególnie tych, które próbują tworzyć platformy dla satelitów, zajmuje się kilkoma dziedzinami naraz. Jednocześnie wszystko jest mocno rozproszone, a procesy koordynacyjne rodzą się w bólach. Niemniej powstał ostatnio Klaster Technologii Kosmicznych, w którym uczestniczyć ma kilkadziesiąt podmiotów, więc może efekty synergii zaczną się pojawiać.

Swoje działania prowadzi też POLSA, która swego czasu zaangażowała się na przykład w promowanie wśród polskich firm tematu zbierana kosmicznych śmieci. Z tego co mi wiadomo kilka podmiotów podjęło rękawicę i pracuje nad swoimi rozwiązaniami. Zdecydowanie warto, w najbliższej przyszłości może to być jedna z bardziej dochodowych dziedzin kosmicznego biznesu.

Polskie firmy pracują dziś z NASA, ESA, polskimi i zachodnimi uczelniami. Sporą szansą wydaje się być podpisane niedawno porozumienie Artemis Accords, które nie tylko dopuści polskie firmy do programu księżycowego, ale też na ogólnym poziomie powinno uwiarygodnić je na najbogatszym, amerykańskim rynku kosmicznym.

Zasada nieokreśloności

Choć nie jestem fanem, delikatnie mówiąc, partnerstwa publiczno-prawnego, w przypadku branży kosmicznej, bez takiej współpracy sukcesu odnieść się w dzisiejszym świecie nie da. Jak to zwykle nad Wisłą bywa, w tej kwestii panuje chaos, brak jest precyzyjnych uregulowań prawnych i konkretnych rozwiązań finansowych. Wątpliwości budzi też, jak zwykle, obsada części stanowisk państwowych, na które trafiają często osoby bez podstawowej wiedzy na temat kosmosu, orbit i ogólnie całej tej branży.

W naszym kraju za sprawy kosmiczne odpowiada kilka instytucji, a „frontmanem” mającym je spinać w całość jest Polska Agencja Kosmiczna POLSA. Cały czas jednak jej kompetencje są rozmyte, ma słabą pozycja wobec innych instytucji rządowych, jej budżety dotychczas były niskie i pisane z roku na rok (co w branży kosmicznej nie ma prawa się sprawdzić).

Cały czas trwają, a właściwie wleką się prace nad Krajowym Programem Kosmicznym, co do propozycji którego opinie są zresztą podzielone. Co gorsza, część założeń finansowych tej nieprzyjętej jeszcze strategi „wisi” na Krajowym Planie Odbudowy, który z kolei opiera się o unijny Fundusz Odbudowy, który może zostać zablokowany...

Nie przegapić szansy

Nie będę tu analizować opisywanych już konstelacji dla armii i innych bieżących projektów.  Czym one się skończą, to na dziś wróżenie z fusów. Wszystkie polskie firmy, szczególnie te planujące budować kompleksowe rozwiązania, są dopiero na etapie udowadniania, że to potrafią. Przejście przez ten ryzykowny okres jest koniecznością.

Chciałbym tu opisać czego w założeniach Krajowego Programu Kosmicznego mi brakuje.  Co prawda ten nie został jeszcze przyjęty, ale nawet jeżeli się w nim parę rzeczy zmieni, to raczej niewiele. To co już opublikowano pokazuje schematy myślenia najważniejszych osób mających wpływ na tę branżę.

Najbardziej martwi mnie w tym wszystkim zbyt wąskie patrzenie w przyszłość. Mam wrażenie, że KPK goni wyłącznie za teraźniejszością, nie widząc, że szykujemy sobie katastrofę z przedmiotami ścisłymi w szkołach podstawowych i średnich, co branża może odczuć za kilka lat i co może uniemożliwić stworzenie świadomego roli kosmosu społeczeństwa. Mam też wrażenie, że nie próbujemy przygotować się na spodziewany w najbliższych latach kolejny drastyczny spadek cen wynoszenia na orbity, co może mocno zamieszać na tym rynku, dając też szansę outsiderom.

Takie będą Rzeczypospolite...

Jak już zaznaczyłem w artykule o rakietach, oprócz tu i teraz, powinniśmy dbać o to, żeby młode pokolenia dorastały jako społeczeństwo, dla którego kosmos jest czymś realnym, a nie tylko miejscem rodem z studiów w Hollywood. Już w podstawówce powinna zostać wprowadzona Astronomia jako osobny przedmiot, a Fizyka na tym poziomie powinna zostać mocno odciążona od matematycznego balastu i skupić się na ciekawym opisie zjawisk, przekładaniu ich na prawdziwe życie i doświadczeniach praktycznych. Podobnie powinno stać się z Chemią i Biologią. Większe „obciążenia” matematyczne powinny trafić do szkół średnich, razem z mocno interdyscyplinarnym potraktowaniem tych czterech przedmiotów.

Houston, mamy problem

Niestety, piszę to w sytuacji, gdy w szkołach podstawowych i średnich mamy narastający kryzys kadrowy, najmocniej dotykający właśnie wspomniane przedmioty. Starzy nauczyciele się wykruszają, trochę młodsi odchodzą, nowych nie ma i nie będzie, jeśli nie zmienią się pensje. Problem jest nawet głębszy, z tego co pamiętam, kierunki pedagogiczne o tych profilach przez kilka lat wręcz zostały zawieszone z braku chętnych.

To bomba z opóźnionym zapłonem i za parę lat uczelnie wyższe mogą mieć problem z poziomem nauczania na pierwszych stopniach, ponieważ uczniowie po maturze nie będą mieli nawet takich podstaw z tych dziedzin, jakie zdobywają dziś. Nie da się stworzyć społeczeństwa „kosmicznego”, bez odpowiednio dużej ilości osób zafascynowanych fizyką, chemią i biologią, na każdym etapie nauczania.

Informatyka, robotyka, mechatronika - kierunki dziś mocno oblegane to trochę za mało. Jeśli mamy ambicje być w przyszłości kimś więcej niż tylko podwykonawcą, takie kierunki jak nanotechnologia (materiały, filtry), astrobiologia (systemy podtrzymania życia), fizyka atomowa (napędy, zasilanie) i mechanika kwantowa (komputery, komunikacja) to miejsca, gdzie dokonają się najważniejsze odkrycia i przełomy.

Postawić na odpowiednie konie

Polski system bankowy po upadku PRL stanowił obraz nędzy i rozpaczy. Jednak to, że musiano go zbudować niemal od zera, a jednocześnie szczęśliwie trafiliśmy na okres technicznych przełomów, spowodowało, że dziś możemy się cieszyć jednym z najbardziej nowoczesnych.

Trochę podobny skok wydaje się możliwy, jeśli zaryzykujemy i zaczniemy już dziś pracę nad urządzeniami dyskontującymi możliwości nowej generacji rakiet, takich jak Starship. Jeszcze bardziej drastyczne obniżenie kosztów wynoszenia ładunków na orbity spowoduje moim zdaniem, że powstanie dużo projektów badawczych do testowania w warunkach mikrograwitacji.

W latach 80-tych, przy pomocy wahadłowców przeprowadzono Long Duration Exposure Facility (LDEF) kiedy poddano szereg materiałów działaniu przestrzeni kosmicznej. Myślę, że mniejsze (LDEF był wielkości autobusu), bardziej specjalistyczne laboratoria tego typu będą czymś bardzo popularnym na orbicie (i to one uczynią rakiety suborbitalne kompletnie bezsensownymi).

Badania wpływu mikrograwitacji, sztucznej grawitacji wywoływanej siłą odśrodkową, rozwiązania dotyczące powstrzymywania wpływu promieniowania kosmicznego, wykorzystania na większą skalę zjawisk mających miejsce w kosmosie takich jak np. spawanie na zimno, to i wiele innych rzeczy będzie potrzebowało platform badawczych, a także będzie przynosić cenne patenty.

Stąd brakuje mi w planach POLSA jakiegoś funduszu, na ciut bardziej odległe, ale ambitne projekty. Takie, które byłyby gotowe lub prawie gotowe na czas gdy w końcu poleci Starship. Oczywiście jest to krok trochę ryzykowny, nie wszyscy wierzą w sukces nowej rakiety Muska, ale mimo wszystko uważam, że ewentualna nagroda warta jest ryzyka.

Silniki nie tylko w edukacji

Napisałem poprzednio, że w kwestii silników jesteśmy zapóźnieni, niedoświadczeni, a do tego nie ma sensu tworzyć własne systemy wynoszenia. Zaznaczyłem tam jednak, że warto na uczelniach stworzyć ośrodek kształcący kadry tego typu. Tak wykształceni specjaliści rozjadą się z pewnością po świecie, ale moim zdaniem nie ma w tym nic złego, wręcz przeciwnie.

Pracujący w Stanach dla NASA, a ostatnio często występujący w polskich mediach Artur B. Chmielewski robi naprawdę dużo, aby popularyzować wiedzę o kosmosie w naszym kraju. Kto wie, czy jego kontakty nie pomogą polskim firmom lepiej odnaleźć się w Stanach (choćby po podpisaniu Artemis Accords). W tej branży eksport specjalistów nie musi oznaczać drenażu, wręcz przeciwnie, w dłuższej perspektywie ma szanse się zwrócić.

Warto też dodać, że o ile w przypadku tradycyjnych silników chemicznych raczej nie mamy co liczyć na sukcesy, warto byłoby otworzyć na uczelniach programy badawcze dotyczące np. silników jonowych, aerospike, czy rozszerzenia badań nad silnikami detonacyjnymi.

Każda z tych dróg może okazać się mniej lub bardziej ślepą uliczką, ale to one dają szansę na stworzenie czegoś przełomowego. Co więcej, nawet porażka może doprowadzić do ciekawych odkryć, przydatnych gdzie indziej, o co przy pracach z klasycznymi silnikach będzie znacznie trudniej.

Podsumowanie

Najbliższe dwie, trzy dekady zdecydują o tym, czy nasz kraj załapie się, czy też nie, na kosmiczną rewolucję. Marzy mi się, żeby firmy z naszego kraju nie były tylko ciekawostkami, opisywanymi od czasu przez serwisy branżowe i technologiczne, ale stały się poważną gałęzią przemysłu, przynoszącą duże dochody i inspirującą młodych ludzi do wybierania „kosmicznych” kierunków. Myślę, że jest to w zasięgu naszych rąk, ale groźba, że spóźnimy się na kolejny cywilizacyjny pociąg, jak to już wielokrotnie w historii naszego kraju bywało, jest równie duża, jeśli nie większa.

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu

Więcej na tematy: