Polska odyseja kosmiczna

Pierwsi w kosmosie byli Rosjanie. 2 stycznia 1959 roku poza grawitacyjne oddziaływanie Ziemi wydostała się radziecka sonda księżycowa Łuna 1. Choć z powodu awarii nie udało się zrealizować zamierzonego celu - zderzenia z powierzchnią Srebrnego Globu - to statek dostarczył wiele cennych informacji.

12 kwietnia 1961 roku Jurij Gagarin stał się pierwszym człowiekiem, który poczuł brak przyciągania ziemskiego. Kilka tygodni później dołączył do niego Amerykanin Alan Shepard. Od tego momentu eksploracja wszechświata nabrała nieprawdopodobnego tempa. Jeszcze przed końcem lat 60. Aleksiej Leonow wyszedł w otwartą przestrzeń kosmiczną, a w lipcu 1969 roku Neil Armstrong stanął na powierzchni Księżyca.

Mogłoby się wydawać, że w dziedzinie załogowych lotów w kosmos Polska nie ma się czym pochwalić. Jednak do 1978 roku byliśmy czwartym państwem - po ZSRR, Stanach Zjednoczonych i Czechosłowacji - którego obywatel odbył lot kosmiczny. 27 czerwca 1978 roku rakieta Sojuz 30 z Mirosławem Hermaszewskim (nasz wywiad z generałem Hermaszewskim można przeczytać tutaj) na pokładzie wystartowała z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie. Dzień później statek połączył się ze stacją kosmiczną Salut 6, gdzie Polak przebywał jeszcze kilka dni.

Co od tamtego czasu wnieśli Polacy do niesamowitego przedsięwzięcia ludzkości, jakim jest eksploracja kosmosu?

Choć loty załogowe przykuwają uwagę całego świata, to wielu naukowców uważa, że ich wkład w badania przestrzeni kosmicznej jest raczej niewielki. Tak naprawdę najważniejszych odkryć dokonuje się dzięki jednostkom bezzałogowym - satelitom, lądownikom, sondom i teleskopom. Udział Polaków w tym segmencie jest nie do przecenienia.

- Astronomia to jeden z najbardziej efektywnych działów nauki, jeśli chodzi o publikacje i liczbę cytowań, a one świadczą o tym, jak bardzo rozwinięta jest dana dziedzina nauki. Badania kosmiczne są działem ukierunkowanym na eksperymentowanie. To nie jest astronomia teoretyczna, a czysto naukowe eksperymenty w kosmosie. No i jesteśmy w tym kosmosie od ponad 30 lat. Wysłaliśmy do tej pory ponad 70 urządzeń na orbitę. Obecnie 6 z nich nadal pracuje - mówi INTERIA.PL dr Piotr Orleański, zastępca dyrektora ds. rozwoju technologii Centrum Badań Kosmicznych PAN.

- Mamy także cały bagaż doświadczeń i eksperymentów. Badamy fizykę plazmy kosmicznej czy fizykę Słońca - szczególnie promieniowania rentgenowskiego. Kilka naszych poważnych urządzeń już poleciało, a obecnie przygotowujemy instrument na jedną z dużych misji Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Realizujemy także eksperyment z dziedziny promieniowania gamma i twardszych rentgenów (o długość fali od 5 pm do 100 pm - przyp. red.). My zrobiliśmy urządzenie, a oni (Centrum Astronomiczne Mikołaja Kopernika - przyp. red.) je wykorzystują w programie obserwacyjnym - dodaje dr Orleański.Mowa tutaj o projekcie INTEGRAL -  sztucznym satelicie będącym dziełem ESA we współpracy z Rosją i Stanami Zjednoczonymi. Centrum Badań Kosmicznych (CBK) zbudowało bloki elektroniki oraz dostarczyło oprogramowanie teleskopu i spektrometru gamma (urządzenie pozwalające zmierzyć energię promieniowania - przyp. red.).

Można się zastanawiać, dlaczego Polska nie wysyła regularnie w przestrzeń satelitów naukowych. Okazuje się, że proces projektowania, konstruowania i wynoszenia tych obiektów na orbitę jest niezwykle kosztowny, wymaga odpowiednich środków oraz narzędzi. Doskonałym przykładem może być tu obiekt o nazwie LEM, czyli pierwszy zaprojektowany i zbudowany w Polsce sztuczny satelita naukowy. Stanowi on część programu BRITE-PL (BRIght-star Target Explorer) realizowanego w kooperacji polsko-austriacko-kanadyjskiej.

- Dzięki niemu realizujemy 3 cele: pierwszy - naukowy, po drugie - budujemy pierwszego polskiego satelitę i po trzecie - pierwszy raz będziemy satelitę sami kontrolowali. Mamy stacje naziemną, oprogramowanie oraz zespół ludzi odpowiedzialnych za sterowanie. Nawet jeśli Polska nie będzie co roku wystrzeliwała satelity, to taki zespół jest potrzebny, aby móc dyskutować z innymi na temat kupowania czasu antenowego i obserwacyjnego - wyjaśnia dr Orleański.

Budowa to jednak nie wszystko. Wyniesienie w przestrzeń kosmiczną 1 kg ładunku kosztuje 35 tys. dol. Satelita LEM waży przeszło 6 kg, a jego napęd to kolejne kilka kilogramów. Liczy się także - a może przede wszystkim - rakieta nośna, na pokładzie której satelita zostanie wyniesiony w kosmos.

Obecnie większość takich manewrów wykonują Rosjanie z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie. - Satelita LEM ma zostać wystrzelony w IV kwartale 2013, drugi, Heweliusz - w 2014 roku. - Konsorcjum BRITE-PL otrzymało z Ministerstwa Nauki  i Szkolnictwa Wyższego na budowę dwóch satelitów środki w wysokości 14,2 mln zł - zdradza nam Tomasz Zawistowski, project manager BRITE-PL w CBK.

Zadaniem naukowym tych satelitów jest robienie szerokokątną kamerą zdjęć nieba w celu precyzyjnego pomiaru jasności najjaśniejszych gwiazd. Te gwiazdy mają to do siebie, że z Ziemi trudno je dokładnie mierzyć, chociaż każdy może je zobaczyć wychodząc nocą przed dom przy bezchmurnym niebie.

W eksperymencie chodzi o obserwację kilkuset (500 - 800) gwiazd Drogi Mlecznej. W toku obserwacji będzie badany mechanizm konwekcji, czyli transportu energii w najgorętszych obiektach. - Mimo że jest to ważny w przyrodzie mechanizm, znany fizykom od ponad 100 lat, to do tej pory nie mamy jego precyzyjnego, matematycznego opisu. Nasze badania mogą to zmienić - twierdzi prof. dr hab. Aleksander Schwarzenberg-Czerny.

Niemały sukces mają na koncie studenci Politechniki Warszawskiej: ich sztuczny satelita PW-Sat od 13 lutego 2012 roku znajduje się na orbicie okołoziemskiej. Stał się tym samym pierwszym polskim satelitą wyniesionym w przestrzeń kosmiczną. Projekt został zrealizowany przy współpracy z Centrum Badań Kosmicznych PAN.

PW-Sat - miniaturowy satelita kategorii CubeSat, który ma kształt sześcianu o boku 10 cm i masę 1 kg. Jego nazwa pochodzi od skrótu Politechniki Warszawskiej (PW) oraz Sat (ang. satellite). grafika: Projekt PW-Sat/Andrzej Kotarba

Naukowców coraz bardziej interesuje nasz najbliższy sąsiad - Mars. Jego czerwone piaski przemierzają zdalnie sterowane łaziki, a po orbicie krążą statki kosmiczne. Chcemy dokładnie poznać jego historię, strukturę  geologiczną, a nawet odszukać ewentualne ślady życia. Coraz częściej mówi się o kolonizacji Czerwonej Planety. Jednak w naszym sąsiedztwie znajdują się inne ciekawe obiekty - Księżyc, Wenus czy liczne komety.

- Bierzemy udział w wielu eksperymentach związanych z planetologią, np. Mars Express, który bada powierzchnię Marsa i Venus Express. Mieliśmy także Cassini-Huygens, który wylądował na powierzchni Tytana (księżyca Saturna - przyp. red.) z naszymi czujnikami temperatury. Od 2004 roku leci Rosetta, która za rok wyląduje na komecie. Będziemy tam używali naszego próbnika/penetratora, który będzie analizował własności fizyczne gruntu kometarnego. Wspólnie z Niemcami mieliśmy misję na Księżyc, gdzie badaliśmy jego powierzchnię - wyjaśnia dr Orleański.

W CBK powstały także penetratory geologiczne - CHOMIK oraz KRET. Pierwszy nich miał zostać wykorzystany do pobrania próbek materiału z powierzchni Phobosa (jeden z dwóch księżyców Marsa) w ramach misji Phobos-Grunt. Niestety, rosyjski statek z polską aparaturą uległ awarii i spadł na Ziemię. Zadanie KRET-a polega na dostarczeniu pod powierzchnię ciała kosmicznego niewielkich detektorów - np. termicznych. Urządzenie znajduje się w drodze do komety Churyumov-Gerasimenko na pokładzie lądownika Philae wspomnianej misji Rosetta.

Polski akcent można znaleźć także w głośnej misji łazika Curiosity, który od 6 sierpnia 2012 r. bada powierzchnię Marsa. Jest nim detektor podczerwieni opracowany przez przedsiębiorstwo VIGO System z Ożarowa Mazowieckiego. Choć jeden niewielki element może wydawać się mało istotny, to doskonale pokazuje, że polscy producenci liczą się w najbardziej zaawansowanych technologicznie projektach.

Polskie urządzenia oraz oprogramowanie znalazło się na pokładach maszyn wykorzystywanych w wielu ważnych przedsięwzięciach naukowych. Potrafimy i chcemy je robić, a co najważniejsze - jesteśmy w tym coraz lepsi. Trudno się dziwić, że najważniejsze agencje kosmiczne decydują się na współpracę z nami. W niedalekiej przyszłości nasze technologie udadzą się w kolejne dalekie misje.

Europa przygotowuje się w tej chwili do eksperymentów o nazwie BepiColombo oraz Solar Orbiter. Pierwszy zostanie wyposażony w spektrometr podczerwony - urządzenie, które posłuży do badania powierzchni Merkurego - opracowywany przez naukowców z CBK i Niemiec. Solar Orbiter to satelita, który uda się w stronę Słońca. Na jego pokładzie znajdzie się przyrząd do analizowania widm promieniowania rentgenowskiego. Za jego konstrukcję odpowiadają zespoły polski i szwajcarski.

- W tej chwili rozpoczynają się przygotowania do planetarnej misji JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer). Mamy w niej udział jako jeden z głównych wykonawców ważnego instrumentu - zestawu czujników do pomiaru pola elektromagnetycznego. Jego mechanika, anteny i cały komputer pokładowy jest robiony u nas w zespole. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) ma w tej chwili 5 misji klasy średniej, z których jedna zostanie wyselekcjonowana już w końcu roku. Jesteśmy w czterech z nich - jako zespół, który zaproponował urządzenie - opowiada o planach CBK dr Piotr Orleański.

Polska jest członkiem Europejskiej Agencji Kosmicznej, czyli międzynarodowej organizacji zajmującej się eksploracją i wykorzystaniem przestrzeni kosmicznej, od 19 stycznia 2012 roku. Nasze członkostwo nie oznacza tylko udziału w badaniach, ale przede wszystkim rozwój przemysłu kosmicznego, który jest dla nas ogromną szansą.

- Nie twierdzę, że to będzie nasz narodowy przemysł, ale ten kawałek działalności komercyjnej nie podlega recesji. To jest dobry biznes - nowa technologia, zaawansowane systemy, które trzeba umieć budować i wykorzystywać. Do tego dochodzą aplikacje, które pozwalają osiągać całkiem dobre zyski. Zajmują coraz więcej tego kawałka sektora kosmicznego. Nie potrafię sobie wyobrazić jakiejkolwiek działalności człowieka bez aplikacji satelitarnej - mówi dr Orleański.  - Chcielibyśmy, aby wejście Polski do ESA było stymulatorem i jesteśmy przekonani, że będzie. Wiele firm odnajdzie się na rynku kosmicznym w postaci dostawców produktów czy usług - dodaje.

Niemałą rolę odegrają tutaj polscy studenci, którzy już teraz odnoszą sukcesy w międzynarodowych konkursach. Rozwój aplikacji i urządzeń to dla nich ogromna szansa. Wiadomo, że nowe firmy z tej branży zakładane są przez ludzi młodych, którzy nie boją się innowacji i chcą sięgać bardzo wysoko

Polska starała się o przystąpienie do ESA od kilkunastu lat. Postanowiliśmy zapytać, jak wyglądało zaangażowanie w cały proces polskiego rządu. Czy politycy są zainteresowani tak nieprzyziemnymi sprawami?

- W pewnym momencie rząd nam bardzo pomógł. Po negocjacjach i przymiarkach, które trwały kilkanaście lat, wszystkie działania dostały olbrzymiego przyspieszenia. Europejskiej Agencji Kosmicznej trudno było uwierzyć, że tak szybko zostały formalnie zrealizowane wszystkie ustalenia, które należało zrobić, żeby stać się członkiem ESA.

Rząd znalazł możliwość wpłacenia składki (36,3 mln euro - przyp. red.), która jest podstawą członkostwa, ale która do nas wraca. W tej chwili uruchamiane są te programy ESA, które przemysł zgłosił jako najbardziej interesujące dla niego - wyjaśnia dr Orleański.

Polska bierze udział w najważniejszych misjach naukowych realizowanych przez ESA. Potrafimy budować satelity i elementy sond kosmicznych, a także tworzyć dla nich oprogramowanie. Wkrótce sami zaczniemy kontrolować wysyłane przez nas obiekty.

Dzięki uczestnictwu w Europejskiej Agencji Kosmicznej mamy szanse na rozwój nowych gałęzi przemysłu, które do tej pory były domeną światowych potęg gospodarczych.  W kosmosie można znaleźć nie tylko sławę, ale również międzynarodowe uznanie i pieniądze. Polska nie tylko może pomóc w badaniach i eksploracji kosmosu, ale także na tym nieźle zarobić.

Jakub Płaza