Droga Polski do gwiazd: Historia polskiego programu kosmicznego

Autorem tekstu jest Ostap Golubenko

Praca została wyróżniona nagrodą w konkursie stypendialnym Klubu Astronomicznego Almukantarat w 2024 r. w kategorii I – uczniowie kończący w roku szkolnym 2023/2024 ósmą klasę szkoły podstawowej.

Polska, choć nie należy do potęg kosmicznych, może pochwalić się wieloma imponującymi osiągnięciami w dziedzinie astronautyki. Stuleciami potencjał Polski był tłumiony przez zaborców. Historia polskich osiągnięć naukowych to historia odważnych ludzi walczących za przyszłość nauki i ojczyzny. Artykuł ten został napisany akurat o takich bohaterach.

Co możemy uznać za osiągnięcie w astronautyce? Osiągnięcie w dziedzinie astronautyki to każdy krok naprzód w eksploracji i zrozumieniu wszechświata, a także w rozwoju technologii kosmicznych, czyli na przykład odkrycia naukowe, wynalazki inżynierskie, wyniesienie statku kosmicznego na orbitę i tak dalej. Osiągnięcia astronautyczne są bardzo ważnymi elementami rozwoju nauki, które pozwalają na polepszenie życia codziennego i zbliżają nas do ekspansji kosmicznej.

Przeszłość kosmiczna

Przez całą historię ludzie interesowali się kosmosem i marzyli o dostanie się do niego. Już od III tysiąclecia przed naszą erą wielkie umysły starożytnej Grecji, Egiptu i Mezopotamii zaczęli studiować przestrzeń kosmiczną, czyli zajmować się nauką zwaną astronomią, lecz do astronautyki było jeszcze daleko. [1]

Pierwsze polskie postępy w dziedzinie astronomii sięgają XV stulecia w czasie, gdy urodził się Mikołaj Kopernik. Niektórzy uważają go za najbardziej znanego i wybitnego Polaka na świecie. Najbardziej znaną i wpływową pracą Kopernika jest teoria heliocentrycznej budowy Układu Słonecznego (rys.1), czyli teoria, w której Słońce jest centrum Układu Słonecznego, a planety krążą wokół niego. Dane odkrycie wstrząsnęło światem i wywołało rezonans. Polski geniusz napotkał sprzeciw i cenzurę ze strony Kościoła, który nie uznawał koncepcji heliocentryzmu, gdyż uważał ją za sprzeczną z założeniami ówczesnego katechizmu. Lecz mimo prześladowań zwolenników tej teorii, Kościół nie zdołał sprzeciwić się faktom, a Kopernik zapoczątkował polską historię osiągnięć w astronomii. [2-4]

Rys. 1 Heliocentryzm, ilustracja z dzieła Harmonia Macrocosmica.

Dopiero w połowie XX wieku podczas zimnej wojny (rywalizacji między innymi w osiągnięciach zbrojnych i naukowych między Związkiem Radzieckim a Stanami Zjednoczonymi) marzenie o kosmicznych podróżach zaczęło zbliżać się do osiągnięcia. W tych czasach astronautyka, czyli nauka o logistyce kosmicznej (sposobach dostania się i poruszania się po kosmosie) doznała największego rozkwitu.

W dniu 27 czerwca 1978 r. polski astronauta Mirosław Hermaszewski – członek między innymi Polskiego Towarzystwa Astronautycznego, w ramach radzieckiego programu Interkosmos odbył ośmiodniowy lot badawczy za granicą atmosfery ziemskiej. To uczyniło Polskę (PRL) czwartym krajem na świecie po ZSRR, USA i Czechosłowacji, którego obywatel odwiedził kosmos. Polska ponownie stała się znaną na całym świecie i wniosła swój wkład w rozwój światowej astronautyki. Również nie można zaprzeczyć, że dane zdarzenie miało wielki wpływ na rozwój polskiej astronautyki między innymi lot Hermaszewskiego zainteresował i ściągnął inwestorów z całego świata. [5-8]

Rys. 2 Mirosław Hermaszewski (1978)

Polska astronautyka dzisiaj

Polskie osiągnięcia nie skończyły się na Koperniku czy Mirosławie Hermaszewskiemu. Polska wciąż odgrywa ważną rolę w ESA (European Space Agency – ang. Europejska Agencja Kosmiczna) i nie tylko. Przykładem wkładu Polski w rozwój programów astronautycznych jest udział polskiej firmy CloudFerro w projekcie prowadzonym przez Unię Europejską i ESA – Destination Earth, głównym celem, którego jest stworzenie kopii cyfrowej kuli Ziemskiej, zapobieganie katastrofom i zmianom klimatycznym na Ziemi z wykorzystaniem satelitów do zbioru ogromnej ilości danych, które później są analizowane przez ekspertów z CloudFerro. Do 2030 roku Polska pomoże stworzyć cyfrową wersję Ziemi.[9-11]

Kolejny sukces odnieśli inżynierowie polskiego przemysłowego instytutu automatyki i pomiarów Łukasiewicz. Znaleźli się w piątce finalistów Space Resources Challenge, organizowanym przez Europejską Agencję Kosmiczną oraz Luksemburską Agencję kosmiczną. W trakcie konkursu konkurowali z zespołami z Kanady, Francji, Szwajcarii, Niemiec, Belgii, Luksemburga oraz Wielkiej Brytanii. Celem konkursu jest znalezienie i przetestowanie systemu robotycznego, przydatnego do wykorzystywania w trakcie misji kosmicznej. Dany system miałby umożliwiać rozpoznanie surowców na Księżycu i przyczynić się do dalszej eksploatacji surowców pozaziemskich.

Wysłany na zawody robot to platforma mobilna ważąca 100 kilogramów przeznaczona do wizualnego rozpoznania terenu. W tym celu opracowano dedykowaną wersję robota, bazując na bazie platformy PIAP Patrol. Robot wyposażony jest w specjalistyczne kamery i gąsienicowo–kołowy system napędu zapewniający zwiększoną mobilność w trudnych warunkach terenowych.

Prace przygotowujące łazik do zawodów ESA odbywały się w siedzibie Łukasiewicz – PIAP i były prowadzone ze środków własnych. Czasu było bardzo mało, więc wiele z problemów było rozwiązywanych w ostatnim momencie. W projekcie uczestniczył też ekspert w dziedzinie geologii: dr Łukasz Kruszewski z Instytutu Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk. Kluczem do pomyślnej operacji robotem było wykorzystanie doświadczeń i rozwiązań.

Ostateczny zwycięzca wdroży swoją technologię w ramach misji eksploracji księżyca prowadzoną przez Europejską Agencję Kosmiczną. Miejmy nadzieję na sukces naszych geniuszy.[12-14]

Polska w kosmosie, nasze satelity

Polskie satelity już krążą nad naszymi głowami! Pierwszy polski satelita – PW-Sat skonstruowany przez studentów ze Studenckiego Koła Astronautycznego i Studenckiego Koła Inżynierii Kosmicznej przy Politechnice Warszawskiej wystartował na swoją pierwszą podróż kosmiczną 13 lutego 2012 roku. Został dostarczony na orbitę przez rakietę nośną Vega zaprojektowaną przez Europejską Agencję Kosmiczną. Satelita jest przeznaczony do przeprowadzania testów elastycznych ogniw fotowoltaicznych i systemu deorbitacji, czyli sprowadzenie satelity z orbity w gęstsze warstwy atmosfery. Celem deorbitacji jest bezpieczny powrót statku kosmicznego na Ziemię lub (zwykle) jego utylizacja. Deorbitacja jest bardzo ważnym procesem, ponieważ bez niego statek może zacząć krążyć wokół Ziemi, w ciągu dekad stając się śmieciem kosmicznym, które stwarza zagrożenie dla lotów kosmicznych i działających satelitów, gdyż nie jest kontrolowane. W 2014 roku nastąpił moment na deorbitację, która zakończyła się powodzeniem, a satelita spłonął w atmosferze ziemskiej. Misja PW-Sat dobiegła końca.[15-18]

Kolejnym projektem grupy studentów jest PW-Sat 2, którego celem był test ulepszonej systemy deorbitacji i czujnika słońca, który ma na celu dokładne ustalenie pozycji satelity odnośnie słońca. Satelita wystartował 3 grudnia 2018 roku. Miał dodatni budżet mocy, czyli panele słoneczne dostarczały więcej energii, niż satelita zużywał. Panowały korzystne warunki termiczne oraz dobra łączność radiowa. To wszystko pozwoliło na wykonanie wszystkich zaplanowanych eksperymentów. PW-Sat2 rozłożył żagiel deorbitacyjny 29 grudnia 2018 roku tuż przed godziną 11.00. Ze względu na szybszy niż zakładano przebieg misji, zdecydowano się na wcześniejsze otwarcie systemu. Po kilku dniach zauważono uszkodzenie materiału żagla, co wydłużyło czas deorbitacji. Lecz misja została uznana za udaną a satelita wykonał deorbitację.[19-22]

Studenci Politechniki warszawskiej nie zamierzają hamować swoje tempo sukcesów. Obecnie trwają prace nad PW-Sat 3, którego start jest planowany w 2024 roku. Głównym celem satelity będzie przetestowanie autorskiego napędu typu warm-gas, czyli butanem z wykorzystaniem dodatkowego urządzenia, którym jest komorą grzewczą. Jeżeli testy zakończą się powodzeniem, Polska może zostać ważnym eksporterem paliw rakietowych. Czekamy na start PW-Sat 3 kibicując naszym inżynierom. Może następnie skonstruują polski Hubble. [23]

W tym artykule nie zdołam opowiedzieć o wszystkich osiągnięciach Polski w astronautyce, ponieważ ich jest naprawdę dużo i uważam, że każde zasługuje na oddzielny artykuł. W podsumowaniu mogę śmiało stwierdzić, że nasze genialne inżynierzy, badacze, fizycy, inwestorzy i inni zrobili wielki wniosek w rozwój astronautyki na całym świecie. Dziś w naszym kraju panują wspaniałe warunki dla następnego pokolenia astrofizyków i rozwoju w dziedzinie astronautyki.

Bibliografia:

[1] Bryk – Historia astronomii – starożytność i średniowiecze, https://www.bryk.pl/wypracowania/fizyka/historia-fizyki/13117-historia-astronomii-starozytn
osc-i-sredniowiecze.html
[2] Polskie Radio “Mikołaj Kopernik. Człowiek, który wstrzymał Słońce”, https://www.polskieradio.pl/39/156/artykul/1622876,mikolaj-kopernik-czlowiek-ktory-wstrz
ymal-slonce
[3] De revolutionibus orbium coelestium (O obrotach sfer niebieskich) – Dzieło napisane
przez Mikołaja Kopernika zawierające m. in. teorie heliocentrycznej budowy układu
słonecznego
[4] Astronarium – Rewolucja kopernikańska, https://youtu.be/k4wkonztvD8?si=mkPsDBjADhq6941z
[5]Dariusz Kortko – Cena nieważkości. Kulisy lotu polaka w kosmos
[6] Mirosław Hermaszewski – strona prywatna http://www.hermaszewski.com/
[7] Wikipedia – Mirosław Hermaszewski, https://pl.wikipedia.org/wiki/Miros%C5%82aw_Hermaszewski#cite_note-5
[8] Polskie Radio – Blaski i cienie kosmicznej podróży Mirosława Hermaszewskiego, https://trojka.polskieradio.pl/artykul/3086532,blaski-i-cienie-kosmicznej-podrozy-miroslawahermaszewskiego
[9] Destination Earth – Strona główna https://destination-earth.eu/
[10] CloudFerro – Strona główna https://cloudferro.com/pl/
[11] Urania – “Destination Earth – europejska technologia z udziałem Polaków”, https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/destination-earth-europejska-technologia-z-udzialempolakow
[12]ESA – Space Resources Challange, https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/04/ESA-ESRIC_Space_Resources_Challenge_Call_for_Ideas
[13]Łukasiewicz – Misja księżycowa z udziałem polskich naukowców? Inżynierowie Łukasiewicz – PIAP wśród pięciu finalistów zawodów Space Resources Challenge, https://lukasiewicz.gov.pl/misja-ksiezycowa-z-udzialem-polskich-naukowcow-inzynierowie-lukasiewicz-piap-wsrod-pieciu-finalistow-zawodow-space-resources-challenge/
[14] Platforma Nauki – Inżynieria kosmiczna z kraju nad Wisłą!, https://youtu.be/yjsssS-ifmM?si=hMy1cR1Y0dZbPzpb
[15] PW-Sat – strona oficjalna – https://pw-sat.pl/pw-sat/
[16] Wikipedia – PW-Sat https://pl.wikipedia.org/wiki/PW-Sat
[17] Wikipedia – Deorbitacja https://pl.wikipedia.org/wiki/Deorbitacja
[18] Wikipedia – Kosmiczne śmieci https://pl.wikipedia.org/wiki/Kosmiczne_%C5%9Bmieci
[19] PW-Sat 2 – strona oficjalna https://pw-sat.pl/projekt/
[20] Nauka w Polsce – Satelita PW-Sat2 rozpoczął misję; studenci nawiązali kontakt z satelitą, http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C31976%2Csatelita-pw-sat2-rozpoczal-misje-studenci-nawiazali-kontakt-z-satelita.html
[21] Dokumentacja – PW-Sat2 https://pw-sat.pl/dokumentacja/
[22] Wikipedia – PW-Sat 3 https://pl.wikipedia.org/wiki/PW-Sat2#cite_note-17
[23] PW-Sat 3 – strona oficjalna https://pw-sat.pl/