Rozwój technologii kosmicznych należy dziś do najszybciej rosnących obszarów gospodarki opartej na wiedzy. Systemy satelitarne stanowią podstawę współczesnej infrastruktury informacyjnej – od telekomunikacji i nawigacji, przez obserwację Ziemi, po systemy bezpieczeństwa państwa. W odpowiedzi na te wyzwania Sieć Badawcza Łukasiewicz przygotowała Program Badań Kosmicznych, którego celem jest rozwój krajowych kompetencji w zakresie technologii satelitarnych, instrumentów badawczych oraz systemów wynoszenia małych satelitów.
Założenia programu zaprezentowano podczas konferencji prasowej, która odbyła się 11 marca w warszawskim Planetarium Centrum Nauki Kopernik. W wydarzeniu uczestniczyli przedstawiciele administracji publicznej, środowiska naukowego oraz przemysłu zaangażowanego w rozwój technologii kosmicznych. Wśród uczestników znaleźli się m.in. minister nauki i szkolnictwa wyższego dr inż. Marcin Kulasek, sekretarz stanu w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego prof. dr hab. inż. Marek Gzik, podsekretarz stanu w Ministerstwie Klimatu i Środowiska, główny geolog kraju Krzysztof Galos oraz podsekretarz stanu w Ministerstwie Obrony Narodowej Stanisław Wziątek. Gospodarzem spotkania był prezes Sieci Badawczej Łukasiewicz dr Hubert Cichocki, a strukturę i cele programu przedstawił jego kierownik, dr inż. Adam Okniński.
Nakłady na Program Badań Kosmicznych Sieci Badawczej Łukasiewicz szacowane są na ok. 2,4 mld zł w perspektywie dziesięciu lat. Finansowanie ma pochodzić ze środków własnych Sieci, funduszy przeznaczonych na obronność i rozwój technologii kosmicznych oraz ze współpracy z sektorem prywatnym. Program będzie oferował usługi polskim i międzynarodowym klientom, a dzięki podejściu dual-use umożliwi wykorzystanie technologii cywilnych także w obronności.
Program ma szansę wzmocnić suwerenność Polski w dostępie do kluczowych technologii kosmicznych. Do tego aspektu odniósł się minister nauki i szkolnictwa wyższego Marcin Kulasek: Dzięki konsolidacji zasobów aż 22 instytutów Sieci mamy historyczną szansę stać się europejskim liderem w technologiach przemysłu kosmicznego, także w wyspecjalizowanych obszarach takich jak serwisowanie satelitów czy rozwój ekologicznych napędów. Nie możemy pozwolić sobie na niewykorzystanie takiej okazji ani na przeciętność.
Analitycy szacują, że do 2040 r. globalna wartość projektów kosmicznych może wzrosnąć nawet trzykrotnie. Perspektywę tę potwierdzają także dane Europejskiej Agencji Kosmicznej, na które wskazuje prezes Centrum Łukasiewicz dr Hubert Cichocki.
– Łukasiewicz jest partnerem strategicznym dużych spółek działających m.in. w obszarze łączności. Nie chcemy, by ominęła nas ta szansa. Program Badań Kosmicznych to inwestycja w przyszłość: w polską gospodarkę, polski przemysł i bezpieczeństwo państwa – podkreślił dr Cichocki.
Program konsoliduje zasoby 22 instytutów Sieci Badawczej Łukasiewicz, a jego koordynatorem jest Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa (Łukasiewicz – ILOT). Inżynierowie Sieci dysponują szerokim doświadczeniem w obszarze technologii kosmicznych, szczególnie w zakresie współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną, z którą realizują obecnie ponad 50 projektów. W ciągu najbliższych dwóch lat na orbitę trafi satelita SPARK opracowany przez grupę instytutów Sieci pod koordynacją Łukasiewicz – ILOT.
– Osiągnięcia naszych inżynierów możemy wykorzystać w praktyce – nie tylko wynosząc satelity, lecz także je serwisując. To wejście w nowy segment rynku kosmicznego o ogromnym potencjale wzrostu i komercjalizacji – powiedział dyrektor Łukasiewicz – ILOT dr hab. inż. Cezary Szczepański, prof. ILOT. – Polska ma szansę stać się europejskim liderem w serwisowaniu satelitów, rozwijaniu technologii cyfrowych oraz ekologicznych napędów – dodał.
Architektura programu badawczego
Program Badań Kosmicznych Łukasiewicza ma charakter wieloletniego przedsięwzięcia badawczo-rozwojowego integrującego kompetencje instytutów Sieci w obszarze technologii kosmicznych. Zakłada rozwój kluczowych technologii w trzech podstawowych segmentach systemów kosmicznych: ładunków użytecznych (payloadów), platform satelitarnych oraz technologii wynoszenia.
W obszarze ładunków użytecznych przewiduje się opracowanie instrumentów badawczych przeznaczonych do instalacji na małych satelitach oraz platformach demonstracyjnych. Obejmują one m.in. sensory do obserwacji Ziemi, eksperymenty materiałowe badające degradację materiałów w środowisku kosmicznym, instrumenty monitorujące parametry środowiska orbitalnego oraz systemy komunikacyjne i telemetryczne. Testowanie takich urządzeń w warunkach mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego pozwala zweryfikować nowe technologie przed ich wdrożeniem w misjach operacyjnych.
Drugim filarem programu jest rozwój platform satelitarnych przeznaczonych do realizacji eksperymentów technologicznych oraz demonstracji nowych rozwiązań konstrukcyjnych. Platformy te mają charakter modułowy, co umożliwi integrację różnorodnych ładunków użytecznych oraz szybkie konfigurowanie misji eksperymentalnych. W ramach prac przewiduje się rozwój subsystemów energetycznych, systemów kontroli orientacji i stabilizacji (ADCS), systemów zarządzania danymi pokładowymi oraz łączności satelitarnej. Istotnym elementem będzie także rozwój technologii deorbitacji zgodnych z międzynarodowymi standardami ograniczania powstawania odpadów kosmicznych.
Technologie wynoszenia
Jednym z najbardziej wymagających elementów programu jest rozwój technologii wynoszenia małych satelitów. W ostatnich latach obserwuje się dynamiczny wzrost liczby satelitów klasy smallsat i nanosat, co stwarza zapotrzebowanie na elastyczne i relatywnie tanie systemy wynoszenia. Program zakłada prowadzenie prac koncepcyjnych i technologicznych w zakresie systemów rakietowych zdolnych do wynoszenia niewielkich ładunków na niską orbitę okołoziemską.
Rozwój takich systemów wymaga zaawansowanych prac w dziedzinie napędów rakietowych, materiałów wysokotemperaturowych, aerodynamiki lotu oraz systemów sterowania i nawigacji. Szczególne znaczenie mają także technologie integracji i testowania systemów kosmicznych, obejmujące badania wibracyjne, termiczne oraz próby środowiskowe symulujące warunki panujące podczas startu i pracy na orbicie.
Infrastruktura badawcza i integracja systemowa
Istotnym elementem programu jest budowa i rozwój infrastruktury badawczej umożliwiającej integrację oraz kwalifikację technologii kosmicznych. W sektorze kosmicznym istotne są bowiem procedury testowe pozwalające zweryfikować niezawodność komponentów przed ich wysłaniem w przestrzeń kosmiczną.
Program zakłada rozwój zaplecza typu MAIT (Manufacturing, Assembly, Integration and Testing), umożliwiającego projektowanie, integrację i testowanie systemów satelitarnych w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Takie zaplecze jest niezbędne dla rozwoju krajowych kompetencji w zakresie budowy kompletnych systemów kosmicznych.
Znaczenie dla gospodarki i bezpieczeństwa
Technologie kosmiczne mają dziś charakter strategiczny. Dane satelitarne wykorzystywane są m.in. w rolnictwie precyzyjnym, monitorowaniu zmian klimatycznych, zarządzaniu kryzysowym czy planowaniu infrastruktury. Rozwój krajowych kompetencji w tym obszarze pozwala zwiększyć niezależność technologiczno-informacyjną państwa oraz wzmacnia potencjał innowacyjny gospodarki.
Program Badań Kosmicznych Sieci Badawczej Łukasiewicz wpisuje się w globalny trend rozwoju sektora New Space, w którym coraz większą rolę pełnią małe satelity oraz elastyczne systemy wynoszenia. Integracja kompetencji instytutów badawczych z potencjałem przemysłowym może przyczynić się do powstania nowych technologii oraz usług opartych na danych satelitarnych.
Perspektywy rozwoju
Realizacja programu stanowi ważny krok w kierunku budowy krajowego ekosystemu technologii kosmicznych. W dłuższej perspektywie rozwój platform satelitarnych, instrumentów badawczych oraz technologii wynoszenia może zwiększyć udział polskich instytucji i przedsiębiorstw w międzynarodowych projektach kosmicznych, w tym inicjatywach Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Jak podkreślił dr inż. Adam Okniński, koordynator Programu Badań Kosmicznych, przedsięwzięcie może stać się impulsem do rozwoju nowych obszarów technologicznych, takich jak technologie kwantowe, analiza big data czy sztuczna inteligencja.
– W ciągu ostatniej dekady polski sektor kosmiczny wypracował istotne kompetencje i pojawiły się nisze specjalizacji. Niezbędna będzie jednak jeszcze bliższa współpraca z administracją publiczną i partnerami przemysłowymi. Dodatkowy zwrot inwestycji wynikać będzie także z osiągnięcia większej autonomii i bezpieczeństwa w przestrzeni kosmicznej – zaznaczył dr Okniński.
Proponowany zakres programu jest zgodny zarówno z krajowymi priorytetami badań i rozwoju, w szczególności związanymi z obronnością, jak i z kierunkami wyznaczanymi przez Unię Europejską i Europejską Agencję Kosmiczną.
Program Badań Kosmicznych Łukasiewicza ma potencjał stać się jednym z decydujących przedsięwzięć badawczo-rozwojowych w Polsce w nadchodzących latach. Integracja kompetencji naukowych, rozwój infrastruktury testowej oraz współpraca z przemysłem mogą stworzyć fundament dla dalszego rozwoju polskiego sektora kosmicznego i wzmocnić jego pozycję w europejskim ekosystemie technologii kosmicznych.