Polskie firmy pomogą w sprzątaniu kosmosu

Choć być może trudno w to uwierzyć, największe wysypisko śmieci wcale nie znajduje się na Ziemi, lecz kilkaset kilometrów nad naszymi głowami, w przestrzeni kosmicznej. Odpadów jest tam już na tyle dużo, że trwają pracę nad stworzeniem technologii, która umożliwiłaby ich uprzątnięcie. W powstawanie tzw. „kosmicznej śmieciarki” zaangażowali się także Polacy.

Od momentu, gdy rozwój technologii umożliwił człowiekowi lepsze poznanie wszechświata, w przestrzeń kosmiczną, w przeciągu nieco ponad 50 lat, wystrzelono więcej niż 5000 rakiet. Wyniosły one łącznie na orbitę około 6300 ton sprzętu. Większość materiałów po pewnym czasie i z różnych powodów (brak paliwa, koniec misji, uszkodzenie) przestała jednak nadawać się do użytku, nie tylko zaśmiecając kosmos, ale również stwarzając zagrożenie dla jego przyszłej eksploracji. Problem ten znany był agencjom kosmicznym z całego świata już od dłuższego czasu. Wdrażały one wobec tego rozmaite procedury, mające na celu jego zniwelowanie, takie jak np. tzw. programowa pasywacja, polegającą na spaleniu resztek paliwa obiektu, wyłączeniu jego zasilania oraz możliwie takim ustawieniu trajektorii, by uległ on deorbitacji, czyli spaleniu w atmosferze. Działania te okazały się jednak niewystarczające.

Reklama

Kosmiczny bałagan

Obecnie w wokółziemskiej przestrzeni kosmicznej przez międzynarodową sieć radarów śledzonych jest około 17 tysięcy, odpowiednio dużych i możliwych do wykrycia obiektów. Jedynie około 2-4 tysiące z nich to działające satelity. Szacuje się także, że małych, niemożliwych do wykrycia obiektów (mniejszych niż 10 cm na niskich orbitach i od 50 cm na wysokich) jest pomiędzy 700 tysięcy a 2 miliony. Jak pokazuje historia, każdy z nich, nawet ten najmniejszy, może stać się przyczyną groźnego zdarzenia. Taka sytuacja miała miejsce chociażby w roku 1983, gdy okno promu kosmicznego Challenger uszkodzone zostało przez listek farby.

"Prawdopodobnie nigdy nie będziemy w stanie uprzątnąć wszystkiego. Nie byłoby to też ekonomicznie uzasadnione. Przyrost ilości śmieci bierze się m.in. stąd, że większe obiekty zderzają się ze sobą lub eksplodują. Powstałe w ten sposób odłamki rozpraszają się po różnych orbitach. Usuwając niektóre duże obiekty, zwłaszcza takie które znajdują się  w szczególnie zatłoczonych sektorach, możemy jednak zmniejszyć ryzyko takich zdarzeń i tym samym ograniczyć tempo przyrostu śmieci." - mówi Wojciech Gołębiowski, członek zarządu firmy SKA-Polska, która zaangażowała się w sprzątanie kosmosu.

Warszawska firma, wspólnie ze słupskim OptiNavem, otrzymała niedawno 2,5 miliona złotych dofinansowania z unijnego programu "Horyzont 2020", będącego największym  w historii programem finansowania badań naukowych i innowacji w Unii Europejskiej. Jego celem jest stworzenie spójnego systemu finansowania innowacji, począwszy od koncepcji naukowej, poprzez etap badań, aż po wdrożenie nowych rozwiązań, produktów oraz technologii. Twórcy programu stawiają w nim na współpracę międzynarodową pomiędzy środowiskami nauki i biznesu. Jednym ze sposobów w jaki agencje kosmiczne planują zaradzić problemom, które powodują kosmiczne śmieci jest aktywne usuwanie dużych obiektów z orbity (tzw. ADR - Active Debris Removal).

Złapać śmieci w wielką sieć

Pozyskane przez Polaków środki zostaną przeznaczone m.in. na stworzenie specjalnego oprogramowania, które ma pomóc wspomnianej wcześniej "kosmicznej śmieciarce". Jej zadaniem będzie wystrzelenie specjalnej sieci, która przechwytywałaby dany obiekt, łączyła się z nim za pomocą sztywnego ramienia lub elastycznej liny i za pomocą własnych silników tak modyfikowała wspólną orbitę, żeby doprowadzić do spalenia konkretnego odpadu
w atmosferze. SKA-Polska zajmie się działaniem śmieciarki na etapie przechwytywania.

"Podczas projektu realizowanego dla Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) zorientowaliśmy się, że składana sieć wystrzeliwana z pokładu kosmicznej śmieciarki może być bardzo efektywnym i jednocześnie prostym sposobem przechwytywania dużych śmieci kosmicznych, takich jak nieczynne satelity, czy górne stopnie rakiet nośnych. Postanowiliśmy stworzyć urządzenie, które po zamontowaniu na śmieciarce, będzie odpowiedzialne za realizację tej fazy misji typu ADR - właśnie za pomocą wystrzeliwanej sieci." - dodaje Wojciech Gołębiowski.

Obie polskie firmy wchodzą w skład konsorcjum koordynowanego przez włoską firmę Stam. Ich wspólny projekt będzie realizowany do roku 2017. Gwarancji na sukces tej koncepcji nie daje nikt, aczkolwiek w obliczu skali zjawiska, działania i prace są jak najbardziej wskazane, o czym świadczy zainteresowanie tą tematyką przejawiane przez Unię Europejską. Co ciekawe, nad własną orbitalną sprzątaczką - Clean Space One - pracują także Szwajcarzy,
o czym pod koniec ubiegłego miesiąca informowało m.in. Polskie Radio.

"Dotacja dla SKA-Polska i OptiNavu to niewątpliwie spory sukces tych firm. "Horyzont 2020" to szansa dla najlepszych i program mocno konkurencyjny,  w którym tylko najbardziej innowacyjne projekty uzyskują dofinansowanie Komisji Europejskiej." - mówi Piotr Świerczyński, ekspert ds. technologii kosmicznych w Krajowym Punkcie Kontaktowym Programów Badawczych Unii Europejskiej.

Krajowy Punkt Kontaktowy działa przy Instytucie Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk. Wspiera on uczestnictwo polskich jednostek naukowych  i przedsiębiorstw w programach ramowych, a obecnie w ósmym programie ramowym "Horyzont 2020". Pracownicy punktu organizują dni informacyjne, konferencje, oferują usługi konsultacyjne, bezpośrednie doradztwo w zakresie przygotowania wniosków oraz mentoring. Wszystkie usługi są nieodpłatne dla wszystkich zainteresowanych udziałem  w programie. Działania Krajowego Punktu Kontaktowego dla programu ramowego "Horyzont 2020" wspomaga ponadto 11 Regionalnych Punktów Kontaktowych  w największych ośrodkach akademickich i kilkanaście Branżowych Punktów Kontaktowych przy polskich platformach technologicznych i kluczowych klastrach. Instytucja jest także koordynatorem sieci dla mobilnych naukowców EURAXESS.

"Pieniądze, które otrzymały obie polskie firmy, powinny być przeznaczone na przeprowadzenie badań oraz na demonstrację rozwiązania, które powstaną w trakcie realizacji projektu." - dodaje Piotr Świerczyński.

Unia nie skąpi funduszy

Budżet programu "Horyzont 2020" na lata 2014-2020 wynosi prawie 80 miliardów euro.  10 listopada w jego ramach Komisja Europejska otworzyła kolejne konkursy w obszarze "Przestrzeń kosmiczna", dotyczące roku 2016. Na znalezienie odpowiednich partnerów do konsorcjów i przygotowanie wniosków projektowych, zainteresowane firmy mają ponad  3 miesiące. Data składania wniosków projektowych upływa dokładnie 3 marca 2016 roku. Budżet ogłoszonych konkursów wynosi 87 milionów euro. Krajowy Punkt Kontaktowy oferuje swoją pomoc w zdobyciu tych środków. Gra, jak pokazuje przykład polskich firm, które zdobyły środki unijne, jest jak najbardziej warta świeczki.

"To, że nasz wniosek został pozytywnie oceniony przez europejskich ekspertów, umocniło nas w przekonaniu, że nasz pomysł i podejście mają sens - nie tylko techniczny, ale  i biznesowy. Od początku dbamy o to, by duże firmy produkujące satelity (czyli przyszli wytwórcy >>kosmicznych śmieciarek<< i nasi potencjalni klienci) wiedzieli o naszych pracach  i uwzględniali je w swoich planach. Jesteśmy firmą multidyscyplinarną - prowadzimy prace badawczo-rozwojowe dla przemysłu, pomagamy naszym klientom tworzyć i rozwijać ich produkty, rozwiązujemy problemy technologiczne producentów w wielu branżach. Własny, specyficzny produkt dla branży kosmicznej, to tylko część naszej pracy. Mimo wszystko część niezwykle ważna, ponieważ ze względu na swój wielodyscyplinarny charakter i szczególne trudności technologiczne, zdobywamy wiele nowych doświadczeń, które procentują także w innych pracach realizowanych dla naszych klientów przemysłowych." - wyjaśnia członek zarządu firmy SKA-Polska.

W roku 2021 Europejska Agencja Kosmiczna w ramach inicjatywy "Clean Space" planuje przeprowadzenie misji e.Deorbit i demonstrację usunięcia z orbity dużego nieczynnego satelity. Zarówno SKA-Polska jak i OptiNav biorą udział w przygotowaniach do tego przedsięwzięcia i jeżeli wybranym przez ESA środkiem przechwytywania śmieci okaże się sieć (rozpatrywaną opcją jest także ramię robotyczne), to zostanie ona zaprojektowana przy użyciu polskiego oprogramowania.

Jak widać, dotychczasowe pasywne metody usuwania śmieci z przestrzeni kosmicznej okazały się niewystarczające. Nadszedł zatem czas na sprzątanie kosmosu w sposób aktywny, ponieważ tylko wówczas, gdy uda się go oczyścić, możliwe stanie się jego dalsze bezpieczne odkrywanie i poznawanie. Z całą pewnością należy do tego dążyć. Jak słusznie zauważył bowiem Stephen Hawking w jednym z wywiadów, zbyt wiele zagraża życiu na jednej planecie, by ludzkość miała przetrwać na Ziemi kolejne tysiąc lat i dlatego należy udać się  w kosmos. W tym kontekście, tym bardziej cieszy fakt, że polskie przedsiębiorstwa będą miały realny udział w procesie, którego celem poniekąd jest właśnie dalsza eksploracja wszechświata.

Mateusz Drożdżal


Najlepsze tematy