Made in Poland w kosmosie

Made in Poland w kosmosie

Polscy naukowcy przyczynili się do powstania nowego satelity Integral

Piotr Orleański, mgr inż. elektronik, miał 17 października br. trzy poranne godziny nerwów. Aby zdążyć na godz. 5 na spotkanie z autorami projektu Integral, szukał na długo przed świtem taksówki w zaspanym Darmstad. Gdy już dotarł na miejsce, zaczął wpatrywać się w wielki telebim, na którym nadawano bezpośrednią transmisję ze startu rosyjskiej rakiety Proton. Gospodarze podawali śniadanie, a on mimowolnie wspominał listopadowy dzień 1996 r., kiedy efekt kilku lat jego pracy wynoszony na orbitę Marsa przez taką samą rakietę Proton po kilku minutach wpadł do oceanu, i tyle o nim słyszano. Teraz w napięciu śledził kolejne odłączanie się czterech stopni rakiety i jej wznoszenie się poza strefę ziemskiego przyciągania. Tym razem rakieta odpalona z kosmodromu Bajkonur dokładnie o godz. 6.42 czasu środkowoeuropejskiego spisała się bez zarzutu, i z powodzeniem umieściła na orbicie największego satelitę Ziemi, jakiego kiedykolwiek zdołała wyekspediować Europejska Agencja Kosmiczna (ESA). Odprężenie przyszło jednak dopiero pod koniec transmisji, kiedy zarządzający dyrektor generalny ESA, Antonio Rodota, ogłosił zebranym, że satelita samodzielnie otworzył baterie słoneczne i jego urządzenia pokładowe zaczęły pracować. Teraz dopiero stało się jasne, że sześć lat pracy przy tym międzynarodowym projekcie nie poszło na marne.

Czarna skrzynka z Polski

Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk od wielu lat współuczestniczy w realizacji programów ESA. Obecny projekt, związany z wystrzeleniem ważącego 4,5 tony satelity Integral, kosztował 600 mln dol. i został podjęty w celu badania promieniowania gamma i rentgenowskiego, które jest świadectwem gwałtownych i wyzwalających ogromne energie procesów zachodzących we wszechświecie, takich jak czarne dziury, gwiazdy supernowe itd. Każdy satelita oprócz tego, że ma typowe urządzenia jak: baterie słoneczne, żyrokompas, komputer pokładowy, anteny do łączności z Ziemią i silniczki do korygowania położenia na orbicie, zawiera też jakiś ładunek. Integral wyposażono w cztery przyrządy do badań naukowych. Największy o nazwie IBIS jest rodzajem teleskopu do lokalizowania źródeł promieniowania gamma, mniejszy SPI służy do analizy spektralnej promieni, trzeci przyrząd o nazwie JEM-X bada promienie Roentgena, zaś czwarte urządzenie jest optyczną kamerą wysokiej rozdzielczości, która filmuje gwiaździste niebo podczas badań.
Polskie “cegiełki” w sumie o wartości 1 mln dol. znajdują się w wielkim teleskopie IBIS i w JEM-X. Zasługi naszych wykonawców wycenione są jednak 20 razy wyżej, bo tworząc urządzenia i oprogramowanie zainstalowane w satelicie, zapracowaliśmy na 3-5% czasu antenowego, który będzie można wykorzystać do polskich programów badawczych. Taki przelicznik – tyle wpłacamy, a tyle odbieramy- mógłby być zastosowany wobec Polski po przyjęciu naszego kraju do Unii Europejskiej.

Nasza specjalność-blokady kosmiczne

Polski wkład w konstruowaniu urządzenia IBIS to skrzynka z aparatem służącym do redukcji szumów, czyli tych impulsów kosmicznych, które mogłyby zakłócić odczyty z głównego urządzenia pomiarowego. Być może, przypadek sprawił, że polskim inżynierom powierzono zbudowanie urządzenia, które ma w nazwie zakorzenione w staropolskiej tradycji słowo “Veto”.
Czarne pudełko, które jest sercem układu antykoincydencji, a więc blokowania albo przynajmniej zmniejszania szumów przenikających przez osłony satelity z boku lub z dołu urządzenia, powstało w całości przy ul. Bartyckiej w Warszawie, w specjalnie zbudowanym, sterylnym pomieszczeniu zwanym “clean roomem”. Pracownicy Laboratorium Teledetekcji CBK PAN poprzebierani w nieco groteskowe stroje, trudzili się tutaj przez długie miesiące i zbudowali nie jedną, ale pięć wersji owego Veto Electronics Box, bo kosmiczne wymogi jakości wymagają wielokrotnych testów, przymiarek i powtórzeń. Pierwsza wersja skrzynki o kryptonimie VEB była modelem strukturalnym urządzenia. Druga była modelem inżynierskim, a więc musiała tak funkcjonować, jak nakazuje projekt, tyle że w warunkach ziemskich. Trzeci model VEB był zbudowany tak, jak urządzenie wysłane w kosmos, ale zestawiono go z tańszych podzespołów, diod, tranzystorów itd. Wreszcie wersja czwarta i piąta były dwiema identycznymi kopiami, z których jedna znalazła się w satelicie, a druga, zapasowa, trzymana jest na wypadek jakiejś awarii.
Te dwie ostateczne wersje VEB zbudowano już z najbardziej odpornych i najdroższych, zakupionych i przysłanych przez agencję ESA elementów elektronicznych. Jeśli, dla przykładu, jeden seryjny układ scalony kupowany w sklepie kosztuje 50 gr, to taki sam, ale używany w technice wojskowej kosztuje już 100 zł. Natomiast wersja kosmiczna tego samego układu ma wartość ok. tysiąca złotych, tak wiele obciążeń mechanicznych i energetycznych musi wytrzymać każdy element wysyłany w przestrzeń pozaziemską i tak wiele kosztownych testów należy przeprowadzić, aby zakwalifikować ten element do kategorii “space”.
W satelicie Integral znalazły się jeszcze inne polskie cegiełki. Wszystkie urządzenia wysyłane na orbitę musiały być wielokrotnie testowane w warunkach prawie naturalnych, zbudowano więc liczne aparaty testujące, a jednym z wykonawców był inż. z CBK Marek Morawski. Z kolei informatyk Grzegorz Juchnikowski jest autorem części oprogramowania komputera pokładowego, które służy do kompresji danych zbieranych przez teleskop do promieniowania X, czyli JEM-X. Software Grzegorza Juchnikowskiego powstawał przez trzy lata i został napisany w języku ADA używanym w projektach kosmicznych. Nasz informatyk pracował przy swoim komputerze w Warszawie, ale aby uniknąć instalowania bardzo drogiego programu obsługującego język ADA, łączył się z serwerem w instytucie badań kosmicznych w Kopenhadze, gdzie miał swoje indywidualne konto.
Udział Polaków widoczny był nie tylko przy budowie aparatury. Niemniej ważną pracę wykonano w Szwajcarii, gdzie Jurek Borkowski, informatyk z Centrum Astronomicznego, opracował znaczną część oprogramowania służącego do wstępnej obróbki wyników pomiarowych. Oprogramowanie przetworzy “surowe” wyniki pomiarów (związane ze specyfiką i charakterystykami aparatury) do postaci nadającej się do użycia przez fizyków i astronomów. Jednym z nich jest prof. Andrzej Zdziarski z Centrum Astronomicznego, polski koordynator projektu Integral. W jego zespole w ramach przygotowania eksperymentu dotychczas opracowywano teoretyczne symulacje zjawisk, które już w niedalekiej przyszłości będzie można zmierzyć i potwierdzić na drodze eksperymentalnej. W ramach przyznanego Polsce czasu eksperymentalnego prof. Zdziarski będzie badał kilka niezwykle interesujących obiektów astronomicznych.
W ten sposób wysiłkiem kilkuset wysoko wykwalifikowanych specjalistów z różnych dziedzin, pracujących w placówkach naukowo-badawczych Włoch, Niemiec, Hiszpanii, Francji, Norwegii i Polski powstał potężny satelita Integral, który zostanie w pełni uruchomiony dla celów naukowych w grudniu 2002 r. i będzie służył nauce przez kolejnych 5 lat.

Kiedy lecimy na Marsa?

Z takim pytaniem zwrócił się do koleżanek z laboratorium kierownik polskiego członu w satelicie Integral. Dla pracowników zakładów doświadczalnych w Centrum Badań Kosmicznych PAN wysłanie tego urządzenia w Kosmos nie oznacza wcale końca zajęć. Do realizacji wkraczają kolejne projekty ESA i coraz bardziej ambitne zadania stają przed naszymi technikami. Zdaniem Piotra Orleańskiego, włączenie laboratoriów PAN w programy kosmiczne świadczy o mocnej pozycji polskich inżynierów. A zatem już za parę miesięcy, w lutym 2003 r., startuje kolejna rakieta z misją ROSETTA, która po kilkuletnim locie ma umieścić aparaturę badawczą na komecie Virtanena. Zaraz potem, w maju 2003 r., ponowiona zostanie misja ESA na Marsa, aby po nieudanej rosyjskiej próbie w 1996 r. zainstalować na orbicie tej planety pozostałe po katastrofie, zapasowe urządzenia badawcze. W 2005 r. planowana jest analogiczna misja satelitarna na Wenus, zaś w 2007 r. kolejna wyprawa urządzeń i aparatów, z których maleńka cząstka ma ukryty napis Made in Poland. Z pewnością jeszcze o nich usłyszymy.

 

Wydanie: 47/2002

Kategorie: Nauka

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy