Zwiększająca się liczba kosmicznych śmieci mogących uderzyć w Międzynarodową Stację Kosmiczną czy satelity obserwacyjne staje się coraz większym problemem - zwiększa koszty ich operacji i naraża astronautów na niebezpieczeństwo. Studenci ze Studenckiego Koła Astronautycznego Politechniki Warszawskiej zaprojektowali rozwiązanie, zapobiegające pozostawaniu na orbicie niepotrzebnych satelitów po wykonaniu swojej misji za pomocą deorbitacji, czyli sprowadzania obiektów kosmicznych z orbity. Zaprojektowany przez nich satelita PW-Sat2 zostanie wystrzelony na pokładzie rakiety Falcon 9 firmy SpaceX pod koniec 2017 roku.

Satelita PW-Sat2 trafi na orbitę synchronizowaną słonecznie o wysokości ok. 575 km. Start planowany jest na koniec 2017 roku z bazy Vandenberg w Stanach Zjednoczonych. Dzięki dofinansowaniu uzyskanym na początku 2016 z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego udało się przeprowadzić przetarg i wyłonić firmę, która zorganizuje kampanię startową satelity - Innovative Space Logistics B.V. Kontrakt na wyniesienie satelity podpisano 26 października 2016 r. w Centrum Zarządzania Innowacjami i Transferem Technologii. Sygnatariuszami umowy byli Dyrektor Instytutu Techniki Cieplnej PW prof. Krzysztof Badyda oraz założyciel firmy Innovative Space Logistics B.V. Abe Bonnema.

Na zdjęciu od lewej: Dyrektor Instytutu Techniki Cieplnej PW prof. Krzysztof Badyda oraz założyciel firmy
Innovative Space Logistics B.V. Abe Bonnema/fot. Biuletyn PW

Opracowana przez studentów technologia będzie opierała się o użycie kwadratowego żagla deorbitacyjnego o powierzchni 4m², który zwinięty zmieści się w objętości 220 ml (czyli ¼ całego satelity). Około dwa miesiące po wyniesieniu PW-Sata2 na orbitę żagiel zostanie otwarty. Zwiększony opór aerodynamiczny spowoduje drastyczne obniżenie orbity, a w konsekwencji spalenie satelity w atmosferze Ziemi w ciągu kilku miesięcy.

Inna Uwarowa, kierownik projektu tak przedstawia założenia: - Celem projektu jest stworzenie satelity do przetestowania innowacyjnej technologii systemu deorbitacji, pozwalającej skrócić proces usuwania z orbity satelitów po zakończeniu ich misji z ponad 20 lat do zaledwie kilku miesięcy. Dzięki temu przyszłe satelity, po zakończeniu swojej misji, nie będą zamieniały się w sterty niebezpiecznych śmieci i zagrażały np. astronautom na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

W ciągu swojej historii ludzkość wystrzeliła w kosmos 6600 satelitów, z czego na orbicie pozostaje 3600 szt. ale tylko 1400 urządzeń jest aktywnych. Odłamki starych urządzeń poruszają się z prędkościami rzędu 28 500 km/h, a kolizja śmiecia kosmicznego z satelitą może wywołać reakcję łańcuchową - trafione urządzenie rozpadnie się na tysiące kawałków, które następnie mogą zderzać się z kolejnymi obiektami. Konsekwencji takiego splotu wydarzeń może być wiele: - W wielu miejscach na Ziemi jesteśmy uzależnieni od systemów satelitarnych. Brak możliwości skorzystania z systemów obserwacji Ziemi może sparaliżować transport lotniczy czy morski, a tym samym spowodować drastyczne straty finansowe i naukowe. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna kilkadziesiąt razy rocznie musi dokonywać specjalnych manewrów w celu uniknięcia potencjalnego zderzenia ze śmieciem kosmicznym. Podobnie jest w przypadku satelitów obserwacyjnych - wyjaśnia Dominik Roszkowski, wicekoordynator projektu.

Prototyp PW -Sat2/fot. Biuletyn PW

Projektowany satelita PW-Sat2 będzie miał kształt prostopadłościanu o wymiarach 10x10x22 cm, wewnątrz którego zostanie zamontowany żagiel deorbitacyjny oraz czujnik Słońca. Na bokach będzie posiadał otwierane panele słoneczne, dzięki którym zbierze więcej energii na przeprowadzenie swoich eksperymentów. Nad pracą całego satelity będzie panował komputer pokładowy, a wspierać go będzie zaprojektowany przez zespół system zasilania. Dwie kamery zarejestrują otwarcie żagla, a sygnały z systemu komunikacji będą mogli odbierać radioamatorzy z całego świata. Więcej na temat satelity można przeczytać na stronie internetowej projektu.

Partnerem strategicznym budowy PW-Sat2 zostały gliwickie firmy Future Processing oraz FP Instruments. Obydwie firmy udzielają studentom wsparcia merytorycznego, a wiosną 2016 roku ufundowały komputer pokładowy, czym umożliwiły przejście do kolejnego etapu projektu. Jarosław Czaja, CEO Future Processing, tak komentuje zaangażowanie się w projekt: - Rozwój oprogramowania, które kontroluje pracę satelity, to ciekawe wyzwanie. Mamy do czynienia z wieloma ograniczeniami, które nie występują w typowych systemach, a każdy błąd niesie wysokie ryzyko, że misja nie zostanie doprowadzona do końca. To niełatwe, ale zarazem ekscytujące zadanie, co widać po zaangażowaniu członków zespołu, którzy w dużej mierze poświęcają się pracy nad projektem po godzinach.

Ekipa PW-Sat2 na konferencji prasowej dnia 26.10.2016 r./fot. Biuletyn PW

Studentów wsparło Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, które z początkiem 2016 roku przekazało kwotę 180 000€ na pokrycie kosztów wyniesienia PW-Sata2 na orbitę okołoziemską. Druga część dofinansowania, przeznaczona na budowę satelity, pochodziła z programu Plan for European Cooperating State, który był pierwszym etapem przygotowań przyłączenia Polski do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Środki na wystrzelenie zostały przekazane w formie zwiększonej składki do Europejskiej Agencji Kosmicznej, która opłacana jest przez Ministerstwo Rozwoju. W połowie 2016 roku Agencja Rozwoju Przemysłu podpisała porozumienie z Politechniką Warszawską dotyczące m.in. wspierania Studenckiego Koła Astronautycznego, a w szczególności projektu PW-Sat2. Studenci wspierani są również przez Centrum Zarządzania Innowacjami i Transferem Technologii Politechniki Warszawskiej i współpracują z takimi firmami jak Softwaremill, OMAX Polska, Polska Grupa Zbrojeniowa czy ABM Space. Ponadto studenci korzystają ze wsparcia firm Rapid Crafting, Piasecka&Żylewicz, Weil, GMV, Śląskie Centrum Naukowo Technologiczne Przemysłu Lotniczego czy Sener. ###

Powiązany materiał:
Telewizja Polonia o studenckim satelicie PW-Sat2