Polska myśl techniczna w „kosmicznej gorączce złota”

Ostatnie tygodnie przejdą do najnowszej historii ludzkości jako czas powrotu do marzeń o podboju kosmosu. Wiążą się z tym faktem zarówno plany Elona Muska i jego SpaceX, związane z załogowymi lotami na Marsa, jak i projekty dotyczące kosmicznego górnictwa i pozyskiwania minerałów z planetoid. Nawet w kinach króluje w tej chwili „Blade Runner 2049”. Na czym obecnie koncentruje się technologia, związana z eksploracją kosmosu i w jaki sposób w jej tworzeniu uczestniczą polskie firmy?

Górnictwo z literatury science-fiction
O tym, że eksploracja kosmosu staje się coraz bardziej realna świadczy nie tylko słynne już przemówienie Elona Muska, dotyczące strategii realizacji pierwszych dwóch załogowych lotów na Marsa już w 2024 roku. Ogłoszona ona została przez szefa SpaceX w trakcie 68. Międzynarodowego Kongresu Kosmicznego, który odbył się pod koniec września w australijskiej Adelajdzie. Jednocześnie podejmowane są decyzje i – co z całą pewnością istotniejsze w tym kontekście – tworzone technologie, których celem jest pozyskiwanie surowców z planetoid. Udział w technologicznej „kosmicznej gorączce złota” mają również polskie firmy, wchodzące w skład konsorcjum EX-PL. Warto zadać w tym miejscu pytanie: o jakiego rodzaju możliwościach działania w tym kontekście mówimy?

– Choć kosmiczne górnictwo większości z nas kojarzy się z futurystycznymi wizjami filmowymi, kosmos naprawdę oferuje niezmierzone możliwości i bogactwa trudne do wyobrażenia z ziemskiej perspektywy. Na przykład wokół gwiazdy 55 Cancri A orbituje planeta Janssen2, nazwana na cześć Zachariasza Janssena, twórcy pierwszego teleskopu optycznego. Analiza spektralna wskazała, że planeta, mająca masę ośmiu Ziemi, zbudowana jest w jednej trzeciej z diamentów – mówi dr Grzegorz Brona prezes Creotech Instruments S.A. – Z kolei wokół pulsara PSR J1719-1438 krąży stosunkowo nieduży obiekt o masie 40% masy Jowisza. W tym przypadku jest to najprawdopodobniej jądro gwiazdy, z której pobliski pulsar pożarł większość materii. Badania widmowe wskazują, że zbudowany jest niemal wyłącznie z węgla o strukturze krystalicznej. A po ludzku mówiąc, jest to diament większy niż cała nasza planeta.

By możliwe stało się dotarcie do tych z całą pewnością kosmicznych bogactw potrzebna jest technologia umożliwiająca nie tylko transport do poszczególnych ciał niebieskich, ale również eksplorowania ich bogactw. A do tego, w pierwszej kolejności, niezbędna jest aparatura badawcza, dająca możliwość właściwego przygotowania do tego działania. Nad takimi projektami pracuje konsorcjum EX-PL, które powstało na początku 2017 roku. W jego skład weszły firmy specjalizujące się w robotyce kosmicznej, obserwacjach planetoid i integracji systemów kosmicznych: ABM Space, Cilium Engineering, Creotech Instruments S.A., Sybilla Technologies oraz PIAP Space.

Pomysłodawcą powstania konsorcjum jest toruński ABM Space, realizujący projekty z zakresu kosmicznej robotyki eksploracyjnej i orbitalnej. Firma powstała w 2011 roku w oparciu o zwycięskie zespoły konkursu łazików University Rover Challenge. Od tego momentu Spółka jest jednym z ważniejszych podmiotów, działających w polskiej branży kosmicznej. Największą firmą w EX-PL jest Creotech Instruments, produkujący m.in. podzespoły i specjalistyczną aparaturę do najnowocześniejszych i najbardziej zaawansowanych technologicznie instytucji badawczych, takich jak Europejska Organizacja Badań Jądrowych CERN w Genewie, Instytut Badań Ciężkich Jonów GSI i Centrum Badawcze DESY w Niemczech. Spółka, założona przez grupę czołowych, polskich naukowców uczestniczy obecnie w szeregu prestiżowych projektów kosmicznych, które dotyczą m.in. poszukiwania śladów życia na Marsie, badania tajemniczych rozbłysków promieniowania gamma w wysokich warstwach ziemskiej atmosfery, jak również śledzenia potencjalnie groźnych dla Ziemi obiektów przelatujących w jej pobliżu oraz tzw. ‘kosmicznych śmieci’ krążących wokół niej.

Jak wybrać ciała niebieskie?
Nie może więc dziwić fakt, że konsorcjum posiada ambitne plany rozwojowe. Uczestniczy także w prestiżowych i skomplikowanych technologicznie projektach, takich jak opracowanie narzędzia zdalnego mapowania zasobów asteroid metodami analiz astronomicznych i obserwacyjnych, najpierw z użyciem teleskopów umieszczonych na Ziemi, ale docelowo także obserwatoriów orbitalnych. Ma to o tyle znaczenie, że projekt budowy floty, a także maszyn i urządzeń wydobywczych, które pracować będą na planetoidach, będzie gigantyczny. W związku z tym wybór ciał niebieskich, na których prowadzona będzie eksploatacja musi być nieprzypadkowy. Podstawowego znaczenia nabiera w tym przypadku właściwa obserwacja planetoid i związana z nią aparatura badawcza, która na bazie odczytów wyspecjalizowanych sensorów określać będzie prawdopodobieństwo znajdowania się na ich powierzchni najbardziej wartościowych minerałów.

Podkreślić należy, że projekt związany ze zdalnym mapowaniem zasobów asteroid nie jest jedynym przedsięwzięciem, w którym uczestniczy obecnie konsorcjum. EX-PL pracuje także nad rozwiązaniami, które dotychczas częściej spotykane były na kartach książek aniżeli twardych dyskach komputerów, należących do naukowców i konstruktorów. Dotyczą one m.in. próbników asteroidowych (czy też żagli słonecznych), a także rozwijania naziemnego systemu wsparcia i planowania misji. W przypadku pierwszego z tych projektów chodzi o zastąpienie obecne funkcjonującej metody, której podstawą jest tzw. analiza widmowa, polegająca na analizowaniu tego, w jaki sposób od powierzchni planetoidy odbija się światło – na tej podstawie określa się przybliżony skład ciała niebieskiego.

Z tego względu, że ta metoda obarczona jest sporym ryzykiem błędu, wynikającym z warunków panujących w kosmosie, związanych m.in. z promieniowaniem a także wiatrem słonecznym, to polskie konsorcjum zamierza wysyłać na powierzchnię wybranych obiektów niebieskich próbniki asteroidowe, których zadaniem będzie wykonanie odwiertów i badawczych i przesłanie ich wyników na Ziemię. Stwierdzić należy, że ten projekt posiada – z perspektywy biznesowej – bardzo realne podstawy, umożliwiające osiągnięcia rynkowego sukcesu.

Jest tak dlatego, że koncepcja próbników asteroidowych bazuje na dostępnych na rynku komponentach wykorzystywanych do budowy satelitów klasy mikro i nano. Własne know-how posiada w tym zakresie Creotech Instruments, który rozwija własną platformę mikrosatelitarną HyperSat. – Tworzenie próbników z produkowanych seryjnie elementów sprawi, że ich koszt będzie relatywnie niski. Na tym właśnie polega coraz silniejszy technologiczny trend NewSpace, w którym zachowanie organizacyjnej zwinności i reżimu kosztowego pozwala osiągnąć rentowność kosmicznych przedsięwzięć, które jeszcze niedawno były całkowicie poza horyzontem możliwości prywatnego biznesu. Innymi słowy coś, co jeszcze wczoraj było niewyobrażalne, jutro może być na wyciągnięcie ręki. Górnictwo kosmiczne to akurat jeden z tych obszarów, w przypadku których potencjalne możliwości przyprawiają o prawdziwy zawrót głowy – podkreśla dr Grzegorz Brona.

Elon Musk chce lecieć na Marsa – Polacy… już tam są
O tym, że SpaceX planuje zorganizować pierwszy załogowy lot na powierzchnię Czerwonej Planety wiadomo od dawna. W trakcie 68. Międzynarodowego Kongresu Astronautycznego w Adelajdzie, Elon Musk nie tylko zapowiedział, że zrealizuje ten cel w 2024 roku, ale również wskazał, w jaki sposób zamierza go sfinansować. Źródłem funduszy mają stać się loty orbitalne, zarówno dotyczące satelit, jak i różnego typu innych ładunków. Obecnie SpaceX posiada zamówienia w tym zakresie, których wartość szacowana jest na 10 mld dol. Dotyczą one wyniesienia na orbitę 70 satelitów.

Warto w tym kontekście zwrócić uwagę na fakt, że w przypadku, w którym dojdzie do załogowego lotu na Marsa, niezbędna stanie się szeroka i różnorodna wiedza dotycząca m.in. możliwości hodowli roślin na terenie przyszłej bazy, zachowania w niej ludzi itd. W badaniu tego typu sytuacji specjalizuje się zlokalizowany w Pile habitat Lunares, o którym pisaliśmy niedawno na portalu „Polski Przemysł”. Obecnie kończy się w nim projekt ICAres-1, będący pierwszą, dwutygodniową, analogową, polską misją kosmiczną. Wyniki przeprowadzonych w jej ramach badań z pewnością będą mogły być przydatne dla pierwszych ludzi na powierzchni Czerwonej Planety.

O tym, kiedy ambitne plany podboju kosmosu, które – po raz pierwszy od programu Apollo fascynują swoim rozmachem – staną się rzeczywistością, dowiemy się za jakiś czas. Jedno jest pewne: po kilkudziesięciu latach od lotu na księżyc wyprawy kosmiczne znów zaczynają być ważnym elementem, rozpalającym nie tylko ciekawość zwykłych ludzi, ale przede wszystkim naukowców i specjalistów od technologii. Dzięki temu eksploracja kosmosu – jak wiele na to wskazuje – jest na wyciągnięcie ręki. Liczymy na to, ze również polskie firmy będą miały w niej swój udział.