Skoczek księżycowy – polska alternatywa dla łazików
Polscy inżynierowie stworzyli mechanizm nogi skoczka księżycowego. Skoczek księżycowy, powstający na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), ma stanowić alternatywę dla łazików, które nie zawsze radzą sobie w trudnym terenie Księżyca.
Polskie wynalazki pomogą odkryć kosmos
.Polska firma Astronika przedstawiła w Centrum Badań i Technologii Kosmicznych Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA-ESTEC) w Noordwijk (Holandia) ukończony mechanizm nogi skoczka księżycowego – podano w komunikacie prasowym.
Polacy na zlecenie ESA pracują nad zrobotyzowanym pojazdem, który mógłby wyręczać łaziki. Te tradycyjnie wykorzystywane na Księżycu maszyny nie zawsze radzą sobie w tamtejszym nierównym terenie, pokrytym regolitem (luźną warstwą skał i pyłu). W księżycowych górach, które często stanowią dla łazików barierę nie do pokonania, skoczek będzie mógł swobodnie się poruszać. A właśnie regiony górzyste naszego satelity najbardziej interesują teraz naukowców badających m.in. przeszłość Układu Słonecznego i zasoby złóż naturalnych. W tym kontekście skoczek księżycowy może okazać się niezbędny.
W pierwszej fazie projektu polscy inżynierowie zaprojektowali, wykonali i przetestowali nogi skoczka. To kluczowy element dla działania całego robota. Po udanej prezentacji w Centrum Badań i Technologii Kosmicznych firma Astronika liczy, że projekt będzie kontynuowany, a ESA zleci jej wykonanie pełnego modelu maszyny, która miałaby być wykorzystywana podczas misji księżycowych.
Zapotrzebowanie na podobne roboty będzie z pewnością wzrastać – już wiadomo, że w najbliższej dekadzie na Księżyc, Marsa i asteroidy tylko NASA, ESA i Chińska Narodowa Agencja Kosmiczna chcą wysłać przynajmniej kilkanaście lądowników. Podobne plany mają też inne kraje i prywatne firmy.
Opracowana przez Polaków technologia to rozwiązanie wielu problemów, z jakimi spotykały się dotychczasowe misje kosmiczne podczas lądowań na ciałach niebieskich. Lądowniki przewracały się albo grzęzły w trudnym terenie.
Testowane wcześniej roboty skaczące innych producentów sprawdzały się jedynie w warunkach mikrograwitacji (mały niską energię skoku), nie mogłyby więc skutecznie przemieszczać się na Księżycu albo Marsie. Inne maszyny były budowane jako wieloczłonowe konstrukcje kroczące, zużywające dużo energii w krótkim czasie – a to skraca czas operacyjny i ogranicza eksplorację większego terenu.
Polski Skoczek księżycowy waży mniej niż 10 kg i jest efektywny energetycznie. Jego twórcy zapewniają, że na Księżycu może skakać na wysokość nawet powyżej 3 m.
„Nasze rozwiązanie wykorzystuje koncepcję odpychania się od powierzchni za pomocą lekkich nóg – tak jak robi to konik polny. Skoczek zaprojektowany do grawitacji księżycowej jest łatwo skalowalny także do mniejszych grawitacji. Nasza konstrukcja bazuje na prostocie i wytrzymałości przy bardzo małym poborze mocy – mówi cytowany w komunikacie inżynier mechanik Łukasz Wiśniewski, kierownik projektu, nadzorujący to, jak powstaje skoczek księżycowy.
Podczas misji księżycowej zadaniem skoczka mogą być m.in.: określanie składu pyłu księżycowego, prowadzenie pomiarów spektrometrycznych, fotografowanie lądownika-matki z różnych perspektyw oraz analizowanie nośności powierzchni. Wyposażony w kamery skoczek księżycowy może również badać właściwości mechaniczne regolitu. Wiedza na temat księżycowej gleby ma kluczowe znaczenie m.in. dla prac nad przemieszczaniem się pojazdów i ludzi po powierzchni naszego satelity i budowaniem tam ewentualnych baz. Zdobywanie takich informacji dzięki stosunkowo niedrogiemu narzędziu, jakim będzie skoczek, może wpłynąć na zmniejszenie kosztów przyszłych misji kosmicznych.
To, jak skoczek księżycowy będzie ostatecznie wyglądał, okaże się w kolejnych fazach projektu. Twórcy skoczka zakładają połączenie w maszynie kół i skaczących nóg: koło będzie umieszczone na nodze, a ta umożliwi robotowi wybicie się ponad powierzchnię gruntu za pomocą urządzenia, które zostało właśnie zaprezentowane w Centrum Badań i Technologii Kosmicznych ESA.
Skoczek kosmiczny może odkryć miejsca niedostępne dla łazików
.„Dotychczas większość misji eksploracyjnych planowanych było bardzo zachowawczo. Łaziki i lądowniki wysyłano tylko na stosunkowo płaski, bezpieczny teren, który niestety daje informację naukową tylko na temat najświeższej historii ciała niebieskiego. A i tak często maszyny te lądowały w nieprzewidzianie trudnych warunkach albo przewracały się i stawały się powoli bezużyteczne” – mówi Łukasz Wiśniewski.
Dodaje, że dużo ciekawsze jest kierowanie instrumentów naukowych w tereny trudno dostępne, np. na klify i skały albo w kaniony. W takich formacjach widać bowiem przekroje skał tworzących ciało niebieskie.
„Nikt jednak nie odważy się wysłać łazika wartego kilkaset milionów euro w potencjalnie samobójczą misję. Mały robot skaczący jest stosunkowo niedrogi i łatwo go zabrać na pokład. Jest niczym sprytny i pomocny skaut, który może wykonać zwiad w ryzykownym terenie, zanim wjedzie tam łazik” – tłumaczy szef projektu.
Jego zdaniem wykorzystanie skoczka zwiększa bezpieczeństwo i naukową wartość misji – choćby dzięki zdobywaniu informacji o właściwościach mechanicznych powierzchni Księżyca.
„Jeżeli skoczek księżycowy gdzieś ugrzęźnie, to nie szkodzi. Takie właśnie jest jego zadanie, aby dotrzeć tam, gdzie jeszcze nikt nie próbował i wykonać pionierskie pomiary. Jednocześnie misja nie utraci zdolności wykonania swoich głównych celów za pomocą lądownika matki albo łazika – uważa Wiśniewski.
Polacy należą do pionierów w rozwoju tej technologii, która może okazać się przełomowa w sposobie eksploracji ciał niebieskich.
Prace nad stworzeniem skoczka zostały sfinansowane przez Europejską Agencję Kosmiczną w ramach programu PLIIS (Polish Industry Incentive Scheme) we współpracy z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Projekt był możliwy dzięki współdziałaniu polskiego sektora kosmicznego, Ministerstwa Rozwoju i Technologii oraz Polskiej Agencji Kosmicznej.
Na orbicie okołoziemskiej zrobił się niemały tłok
.O dotychczasowych osiągnięciach ale też szansach polskich badań nad kosmosem pisze na łamach Wszystko co Najważniejsze prof. Grzegorz WROCHNA, polski fizyk, profesor nauk fizycznych od 2021 roku prezes Polskiej Agencji Kosmicznej.
W swoim artykule pisze on, że nad naszymi głowami krąży ponad 40 000 satelitów. Zapewniają łączność międzykontynentalną i dostarczają internet do najodleglejszych zakątków świata. Prowadzą nas po ulicach miast i synchronizują ruch pociągów i satelitów. Łączą systemy bankowe i giełdowe. Dostarczają większość informacji o pogodzie i klimacie. Informują rolników, kiedy nawadniać, nawozić i opryskiwać. Tworzą mapy zabudowy, monitorują ruch na drogach, ostrzegają przed osuwiskami, informują o pożarach lasów i wspomagają koordynację służb ratowniczych w sytuacjach kryzysowych. Decydują o wynikach współczesnych konfliktów zbrojnych, których nie wygrywa się już masą sprzętu i siłą ognia, tylko ilością i precyzją informacji. Krótko mówiąc, stały się częścią infrastruktury niezbędnej do funkcjonowania współczesnego społeczeństwa i nowoczesnego państwa, podobnie jak autostrady, lotniska, światłowody internetowe i sieci komórkowe.
Co więcej, produkty i usługi wykorzystujące technologie kosmiczne to dzisiaj rynek szacowany na 350–450 mld euro. Nie ma więc cienia przesady w nazywaniu tego rynku nową gałęzią gospodarki – gospodarką kosmiczną. Co więcej, jest to chyba najbardziej dynamicznie rozwijająca się gałąź światowej gospodarki, odnotowująca rokrocznie dwucyfrowe wzrosty. Tylko w latach 2020–2022 przychody branży kosmicznej wzrosły o 20 proc., a zgodnie z przewidywaniami analityków do 2040 r. osiągną 1 bln dolarów.
„Obserwując tę dynamikę, można zadać pytanie, czy Polska jest krajem na tyle nowoczesnym i silnym gospodarczo, by zapewnić sobie dostęp do tych zdobyczy technologicznych i być istotnym graczem na międzynarodowych rynkach” – zastanawia się autor.
Tradycje mamy przecież znakomite i bynajmniej nie tylko w dziedzinie fantastyki naukowej – choć Lem i Żuławski zainspirowali niejednego przedsiębiorcę swoimi wizjami. Pierwszy polski instrument badawczy poleciał w kosmos już 50 lat temu, w 500-lecie urodzin Kopernika. W ramach programu „Interkosmos” budowaliśmy zaawansowaną w owych czasach aparaturę i wysłaliśmy pierwszego Polaka na orbitę. Mirosław Hermaszewski przez całe 45 lat po swoim locie wspierał inicjatywy kosmiczne i inspirował kolejne pokolenie, spotykając się z młodymi ludźmi.
„Nowoczesna era polskiego kosmosu zaczęła się jednak w 2012 roku wejściem naszego kraju do Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency – ESA). Celem tej organizacji jest rozwijanie technologii w krajach członkowskich poprzez realizację wspólnych programów. O tym, jakie programy będą realizowane, decydują ministrowie państw członkowskich” – pisze prof. Grzegorz WROCHNA.
Przypomina, że Polska uczestniczy obecnie w 11 z 24 misji ESA, których celem jest eksploracja Księżyca, Słońca i planet Układu Słonecznego wraz z ich księżycami, a także badanie odległego Wszechświata. W bazie danych ESA zarejestrowanych jest ponad 400 firm, z czego ponad 150 otrzymało już kontrakty. Te duże liczby cieszą, ale zarazem stanowią wyzwanie, bo nasz sektor kosmiczny składa się głównie z małych i średnich przedsiębiorstw oraz instytucji naukowych. Niełatwo jest im stawić czoła wielkim czempionom obecnym na rynku kosmicznym już od kilku dekad. Integracja tego potencjału, budowanie „masy krytycznej” zdolnej do realizacji dużych, ambitnych projektów to jedno z głównych zadań Polskiej Agencji Kosmicznej.
„POLSA, powołana w 2014 roku, jest stosunkowo młodą agencją, jeśli porównać ją z np. z NASA utworzoną w roku 1958. Nie jest jednak naszym celem „doganianie” znacznie bardziej doświadczonych agencji. Zamiast gonić i zawsze pozostawać w tyle, lepiej przeskoczyć do przyszłości, pomijając niektóre etapy, jak to się udało Polsce w bankowości czy technologiach informatycznych. Ten nowy etap, nazywany czasem „New Space” albo „Space 4.0”, charakteryzuje się wejściem na rynek firm prywatnych, szybszą budową tańszych satelitów, gwałtownym rozwojem rynku rozmaitych zastosowań. W tej perspektywie rozdrobnienie polskiego sektora może stać się zaletą, bo daje dużą elastyczność, umożliwia szybkie reagowanie na pojawienie się nowych technologii czy potrzeb rynkowych” – zaznacza profesor.
W jego opinii kosmos jest dziś domeną intensywnej współpracy, a jednocześnie ostrej rywalizacji międzynarodowej. Trzeba więc dostrzec, że nasze zaangażowanie w technologie kosmiczne oprócz zaspokajania naszych narodowych potrzeb i ambicji oraz budowania krajowego potencjału gospodarczego tworzy pozytywny obraz Polski i buduje ważną rolę naszego kraju na arenie międzynarodowej.
