font_preload
PL / EN
Innowacje 12 grudnia, 2018 godz. 12:00   
REDAKCJA

Wojtkiewicz: Jesteśmy zależni od satelitów. GMV dba o ich bezpieczeństwo

kosmos stacja satelita

Paweł Wojtkiewicz, dyrektor ds. sektora kosmicznego w firmie GMV w rozmowie z BiznesAlert.pl opowiada o obserwacji i katalogowaniu obiektów kosmicznych, oprogramowaniu dla satelitów i infrastruktury naziemnej oraz zaangażowaniu firmy GMV w projekty Europejskiej Agencji Kosmicznej.

– Zamiast o śmieciach kosmicznych, warto mówić o obiektach, które znajdują się na orbicie okołoziemskiej. To zagadnienie staje się coraz bardziej ważne w kontekście bezpieczeństwa infrastruktury i ludzi w kosmosie. Od kilkunastu lat człowiek jest cały czas obecny w przestrzeni kosmicznej, czego przykładem są np. astronauci pracujący na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. By zapewnić im bezpieczeństwo, Europejska Agencja Kosmiczna rozwija program pod nazwą Space Situational Awareness (SSA) – tłumaczy Wojtkiewicz. W jego obszarze realizowane są trzy segmenty: pierwszy to SST – Space Surveillance and Tracking – (lokalizowanie i katalogowanie wszystkich obiektów na orbicie okołoziemskiej), drugim jest NEO – Near Earth Objects (obserwowanie asteroid, komet – obiektów naturalnych, które w przyszłości mogą przeciąć orbitę Ziemi wokół Słońca). Trzeci komponent to Space Weather, czyli pogoda kosmiczna – obserwowanie korony Słońca i przewidywanie wpływu pogody słonecznej na infrastrukturę na Ziemi i naszą atmosferę oraz magnetosferę.

Dlaczego interesujemy się śledzeniem obiektów na niskiej i średniej orbicie Ziemi? – Po pierwsze dlatego, że jest tam coraz tłoczniej: nieczynne satelity, stopnie rakiet, cała masa drobiazgów i odpadków, czyli śmieci kosmicznych – to wszystko wpływa na bezpieczeństwo infrastruktury, która znajduje się w kosmosie. Prosty przykład: operatorzy kontrolujący na Ziemi pozycję Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) muszą wiedzieć, czy nie znajduje się ona na kursie kolizyjnym z jakimś obiektem większym, niż ziarenko piasku. Nawet tak małe fragmenty bowiem mogą uszkodzić Międzynarodową Stację Kosmiczną i w efekcie zagrozić życiu astronautów na niej przebywających – mówi Wojtkiewicz. – Ważny jest też aspekt komercyjny – dodaje. – Na orbicie znajdują się czynne satelity będące w posiadaniu prywatnych firm. Biorąc pod uwagę koszt budowy i wyniesienia takich urządzeń nie ma się co dziwić, że właścicielom satelitów zależy na tym, by ich infrastruktura nie ucierpiała w wyniku kolizji z nieskatalogowanymi obiektami, krążącymi w przestrzeni kosmicznej w sposób nieskoordynowany. Jeśli wiemy, że na trajektorii ruchu satelity pojawia się inny obiekt, możemy zaplanować tzw. collision avoidance maneuver, czyli ominąć zagrożenie. Większe satelity krążące wokół Ziemi, podobnie jak i Międzynarodowa Stacja Kosmiczna są zdolne do wykonania takich manewrów.

W przyszłości, gdy turystyka kosmiczna będzie się coraz bardziej rozwijać, śledzenie obiektów w przestrzeni okołoziemskiej będzie również warunkiem zapewnienia bezpieczeństwa tym, którzy wybiorą się np. na wycieczkę na orbitę okołoziemską. Dlatego wiele państw i agencji kosmicznych doszło do wniosku, że należy skatalogować jak najwięcej obiektów krążących po orbicie Ziemi, by wiedzieć gdzie one są i jak się przed nimi chronić. – Wysyłając każdego satelitę w kosmos, wiemy, na jakiej orbicie będzie się znajdował, ale może się zdarzyć, że nagle ulegnie awarii i stracimy z nim kontakt. Dzięki infrastrukturze wchodzącej w skład systemów SST, jesteśmy w stanie namierzyć „zgubionego” satelitę, wyznaczyć jego orbitę i próbować ponownie nawiązać z nim kontakt. Systemy SST składają się z sieci tzw. sensorów: to przede wszystkim teleskopy optyczne na Ziemi, sterowane w sposób zrobotyzowany, rozsiane po całym świecie, by móc obserwować niebo z półkuli północnej i południowej. Innym rodzajem sensorów mogą też być radary i lasery, ale ze względu na ich wysoki koszt, są to znacznie mniej popularne rozwiązania. Głównym zadaniem sieci czujników jest gromadzenie danych – opowiada Wojtkiewicz.

Najciekawszy etap zaczyna się w momencie, gdy dane mamy już zebrane. – Rozwijamy oprogramowanie, które pozwala przetwarzać zdobyte przez sensory informacje i prognozować zdarzenia, które będą miały miejsce na orbicie, w tym m.in. przewidzieć, jak przebiegnie deorbitacja danego obiektu, czyli, w którym miejscu satelita spłonie w atmosferze i gdzie jego ewentualne pozostałości spadną na Ziemię – tłumaczy Wojtkiewicz. Wszystko po to, by na orbicie było bezpieczniej, ale również, by zapewnić infrastrukturze w przestrzeni kosmicznej ciągłość działania, niezbędną do prawidłowego funkcjonowania ogromnej liczby usług, na których polegamy w codziennym życiu, takich jak globalna łączność satelitarna, telewizja, transport lądowy czy zarządzanie ruchem lotniczym – dodaje.

Polska, przystępując do Europejskiej Agencji Kosmicznej, zapewniła polskim firmom możliwość udziału w programie SSA. – Od 2013 roku GMV realizuje różne projekty dla ESA. Dostarczamy oprogramowanie dla sektora kosmicznego tzw. onboard software, czyli oprogramowanie pokładowe, które posiada każdy satelita; oprogramowanie dla segmentu naziemnego służące do zarządzanie satelitami lub konstelacjami satelitów oraz oprogramowanie do przetwarzania różnego rodzaju danych. Natomiast w ramach programu SST ESA, GMV bierze udział w projekcie, którego głównym celem jest dokonywanie oceny, czy teleskopy należące do polskich firm i instytucji, zbierając informacje na temat obiektów znajdujących się na orbicie okołoziemskiej, robią to zachowaniem standardów ESA i wymagań narzuconych przez europejskie konsorcjum SST.

Wszystkie projekty prowadzone przez polskie podmioty w obszarze SST są bardzo ważne, ponieważ, Polska już niedługo przystąpi do dużego programu SST Komisji Europejskiej. Obok Copernicusa i Galileo, to jeden z najważniejszych europejskich projektów kosmicznych. Żeby być jego częścią Polska musi wykazać, że posiada odpowiednią infrastrukturę, czyli sieć sensorów, a w szczególności, że ta sieć jest w stanie przekazywać odpowiednie dane dla całego konsorcjum, ponieważ korzystać z nich będą podmioty wszystkich zaangażowanych w europejski program SST krajów, jak Francja, Niemcy, Włochy czy Hiszpania – tłumaczy Wojtkiewicz.

Sama Europejska Agencja Kosmiczna również jest zainteresowana kwalifikacją tych sensorów. – Cały system SST podlega szczegółowym wymaganiom i standardom, by mieć pewność, że otrzymywane dane są wiarygodne. To ważne także w wymiarze obronności kraju. Każde państwo chce wiedzieć, czy jest obserwowane przy użyciu satelitów. Jeśli jakiś wcześniej nieskatalogowany obiekt zostanie namierzony, za pomocą systemu SST możemy wyznaczyć jego orbitę, a niektóre teleskopy są w stanie także sprawdzić, jakiego rodzaju jest to satelita (np. obserwacyjny czy radarowy) i jaki obszar Ziemi obserwuje – wyjaśnia Wojtkiewicz.

Kolejnym narastającym problemem, który dostrzegają Komisja Europejska, ESA i inne agencje kosmiczne to kwestia nieczynnych satelitów, których nie jesteśmy w stanie zdeorbitować, a poruszające się bezładnie mogą zagrażać infrastrukturze w kosmosie. – Może w przyszłości będziemy mogli zbliżyć się do takiego obiektu innym satelitą, złapać go, naprawić, uzupełnić paliwo, albo usunąć z orbity. GMV zaangażowane jest w szereg projektów ESA takich jak RACE czy e.Deorbit, rozwijających technologie, które w przyszłości będą wykorzystywane prze misje serwisujące inne satelity na orbicie lub misje mające na celu bezpieczną, kontrolowaną deorbitację nieczynnego satelity.

– Rozwijamy oprogramowanie dedykowane w programach ESA ale również posiadamy gotowe rozwiązania, które w szybkim czasie mogą być uruchomione i zainstalowane w miejscu wskazanym przez użytkownika. Z pomocą danych SST otrzymywanych z czujników jesteśmy w stanie świadczyć takie usługi, jak: analiza sposobu i miejsca deorbitacji obiektu czy opracowywanie manewrów unikania kolizji na orbicie. Dobrze współpracuje się nam z polskimi posiadaczami sensorów, jak firmy 6Roads, Sybilla Technologies, i Uniwersytet im. Adam Mickiewicza w Poznaniu. Każdy większy kraj rozbudowuje własne systemy SST po to, by być niezależnym. Polska również ma taki plan i zależy nam na tym, by być jego częścią. To ważne, by nasz kraj rozwijał program SST trzytorowo: po pierwsze w ramach Europejskiej Agencji Kosmicznej, której jesteśmy członkiem i gwarantuje nam to udział polskich podmiotów w programach ESA. Po drugie w ramach powstającego europejskiego konsorcjum SST, bo będąc państwem członkowskim Unii Europejskiej i tak płacimy składki na rozwój tego rodzaju inicjatyw. Po trzecie zaś, program rozwoju SST w Polsce powinien być elementem Krajowego Programu Kosmicznego – podsumowuje Wojtkiewicz.