Słowem wstępu…
Dzień 19.04.2019 roku przeszedł do historii polskiej nauki i rozwoju rodzimej technologii. To właśnie wtedy, do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) zacumował statek Cygnus NG-11, na pokładzie którego znajdował się polski satelita komercyjny Światowid oraz zbudowany przez krakowskich studentów AGH i UJ – KRAKsat.
Statek kosmiczny Cygnus NG-11 wyniosła na orbitę rakieta Antares 230, która 17.04.2019 r. o godzinie 22:46 czasu polskiego wystartowała z ośrodka NASA (Mid-Atlantic Regional Spaceport, Wallops Flight Facility) na wschodnim wybrzeżu USA. Oprócz dwóch polskich urządzeń, na pokładzie statku w kosmos poleciały także satelity badawcze z kilku innych krajów.
Dwa dni później, o godzinie 11:30, Cygnus NG-11 zacumował do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Polskie nanosatelity zostaną wypuszczone z jej pokładu na orbitę, w ciągu najbliższych dwóch miesięcy. Będą przebywać w przestrzeni kosmicznej przez około rok, następnie spalą się w atmosferze.
Cygnus NG-11 jest ulepszoną wersją poprzednich pojazdów dostawczych ładunków na ISS – przewozi do 3447 kg. Misja ta jest również testem wytrzymałości tego typu pojazdów. Statek, po odłączeniu od Stacji, będzie orbitował jeszcze przez siedem miesięcy, testując w ten sposób nowe technologie i wytrzymałość konstrukcji na dłuższe misje. W przyszłości, tego typu pojazdy mają zapewniać dostawy dla oddalonych od Ziemi stacji kosmicznych, takich jak planowane Gateway, które znajdować się będzie w pobliżu Księżyca.
Na zdjęciu: Cygnus NG- 11
ŚWIATOWID, KRAKSAT i ich misja w kosmosie
Światowid ma charakter komercyjny i obserwacyjny. Wymiary satelity to 10 x 10 x 20 cm (1U wg NASA). Dzięki zastosowanej technologii będzie mógł robić zdjęcia naszej planety w świetle widzialnym, a jego zadanie polega na monitorowaniu powierzchni Ziemi, w tym stanu wód i jakości powietrza.
To pierwsze tego typu urządzenie, wykonane w całości w naszym kraju.
Został całkowicie stworzony w Polsce, bazując na polskiej myśli technologicznej, od komputera pokładowego po całą konstrukcję – powiedział PAP prezes wrocławskiej firmy SatRevolution – Grzegorz Zwoliński.
KRAKsat ma kształt sześcianu (CubeSat) o wymiarach 10 x 10x 10 cm. Jako pierwszy na świecie zbada czy ciecz magnetyczna – ferrofluid – wprawiona w ruch, wpływa na położenie satelity w kosmosie. Ferrofluid jest cieczą wykazującą właściwości magnetyczne (magnes przyciąga ferrofluid). Płyn został wynaleziony w latach 60. przez naukowców z NASA i miał służyć do przyciągania paliwa w stanie nieważkości. Ciecz jest intensywnie badana przez naukowców na całym świecie, znajduje szerokie zastosowanie w nauce, jak i w sztuce – jako tworzywo instalacji artystycznych.
Jeżeli Ferrofluid wprawiony w ruch wirowy wywoła zmianę prędkości oraz kierunku obrotów satelity, będzie go można wykorzystać do sterowania orientacją obiektów znajdujących się na orbicie. Dużym plusem tegoż rozwiązania jest jego niski koszt, prostota i niezawodność. Ferrofluidowe koło zamachowe może stanowić konkurencyjną technologię dla stosowanych obecnie rozwiązań i zrewolucjonizować światowy przemysł kosmiczny.
TESTowanie światowida
Zanim Światowid znalazł się w przestrzeni kosmicznej, przeszedł szereg testów, zakończonych z początkiem kwietnia tego roku. Pod koniec września 2018 przeprowadzono badania w komorze temperaturowo-próżniowej, oddającej warunki panujące na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) Różnica temperatur może wynosić tam nawet 200 oC, co sprawia, że urządzenie musi być wyjątkowo odporne na ekstremalne warunki. Obudowa Światowida wykonana jest z bardzo wytrzymałego stopu aluminium, glinu i magnezu, zwanego Scalmalloy, co zapewnia jego bezawaryjną pracę w tak wymagających warunkach. Stąd był to najważniejszy ze wszystkich sprawdzianów dla Światowida. Satelitę, na zmianę, narażano na działanie niskiej i wysokiej temperatury: od -65 oC do około +120 oC. W ten sposób można było ocenić działanie jego poszczególnych modułów oraz sprawdzić, czy nie zaszły w nich fizyczne uszkodzenia spowodowane dużą różnicą temperatur.
Kolejną grupą badań, które przeprowadzono były testy wibracyjne. Polegają one na symulowaniu drogi satelity na niską orbitę okołoziemską. Wykonuje się je celem sprawdzenia, czy dany satelita przetrwa wyniesienie w przestrzeń kosmiczną na pokładzie rakiety nośnej.
Ostatnia część to testy zgodności elektromagnetycznej – EMC, których zadanie polegało na wykazaniu czy uruchomienie Światowida, mimo wyłączonej początkowo komunikacji radiowej, nie zakłóci działania innych przyrządów badawczych, znajdujących się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Należy pamiętać o tym, że podczas wypuszczania satelity w przestrzeń kosmiczną z pokładu ISS, komunikacja radiowa musi pozostać wyłączona przez około 30 minut od momentu startu – Światowid nie może wtedy wysyłać absolutnie żadnych sygnałów.
Testy EMC są wymagane nie tylko przez firmę, która wynosi urządzenie z przestrzeń, ale również przez NASA, gdyż nie jest on wystrzeliwany samodzielnie z powierzchni ziemi, a wypuszczany z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Podsumowanie
Bez wątpienia kosmiczna misja, jaką mają do spełnienia Światowid i KRAKsat przyczyni się w znacznym stopniu do rozwoju zarówno rynku nanosatelitów, jak i technologii kosmicznej w Polsce. Może w przyszłości my, Polacy staniemy się ważnym graczem na tym rynku? Czas pokaże… Póki co projektujmy kolejne zespoły urządzeń, wyciągajmy wnioski z poczynionych błędów, uczmy się i podpatrujmy również konkurencję z zagranicy.
