Portal środowiska akademickiego i naukowego

26 maja 2010

Międzynarodowy projekt badawczy BRITE

Pierwszy polski satelita naukowy

Instytuty Polskiej Akademii Nauk Centrum Badań Kosmicznych i

Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika, we współpracy z
Instytutem Astronomicznym Uniwersytetu Wrocławskiego, w ramach
międzynarodowego projektu BRITE (BRIght Target Explorer
Constellation) zbudują pierwszego polskiego satelitę naukowego BRITE-PL.
Na realizację projektu Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
przeznaczyło 14,2 mln zł. Mimo, że to tylko 1/600 kosztu teleskopu
kosmicznego Hubble’a, to od 1989 r. nie było w Polsce większego grantu
badawczego w dziedzinie astronomii i badań kosmicznych.
Misją projektu jest zbudowanie dwóch satelitów i umieszczenie ich na
orbicie do marca 2013 r. w celu uzyskania danych astrosejsmologicznych
jasnych gwiazd.
Zbudowane w CBK PAN satelity będą częścią grupy sześciu podobnych
obiektów tworzących formację lotną, umieszczoną na orbicie o wysokości
800 km. Ich zadaniem będzie prowadzenie precyzyjnych pomiarów
fotometrycznych aż 286 najjaśniejszych gwiazd na niebie w trybie ciągłym
przez kilka lat.
Duża dziedzina nauk astronomicznych zajmuje się badaniem pulsacji
gwiazd. Szczególną wagę naukowców zwraca mechanizm konwekcji, czyli
transportu energii, który odbywa się w najgorętszych gwiazdach.  – Mimo,
że jest to ważny w przyrodzie mechanizm i znany fizykom od ponad 100
lat, jednak do tej pory nie mamy jego precyzyjnego matematycznego opisu,
nasze badania mogą to zmienić – twierdzi prof. Aleksander Schwarzenberg-Czerny.
Problem polega na tym, że tych pulsacji nie da się zmierzyć z Ziemi.
Główną przeszkodę stanowi atmosfera ziemska, która ciągle faluje i tym
samym wywołuje zakłócenia. Obserwacje prowadzone z orbity
uwierzytelniają te pomiary nawet o kilka rzędów wielkości.
Zaletą polskich satelitów jest stosunkowo niewielka wielkość i waga.
Jest to ważący zaledwie 7kg sześcian o boku 20 cm. Istotnym dla
osiągnięcia prawidłowych wyników pomiarów jest zachowanie bardzo
wysokiej precyzji (w trzech osiach) przy stabilizacji satelity na
orbicie. Rozwiązania zastosowane w BRITE,. pomimo prostej konstrukcji
nanosatelity, taką precyzję zapewniają Zainstalowana na satelitach
szerokokątna kamera wykona zdjęcia dostatecznie wielu gwiazd bez
zakłóconego i nieprzewidzianego wpływu atmosfery.
Jednym z inicjatorów ekscytującego przedsięwzięcia (wcześniej większego
i droższego satelity MOST) jest prof. Sławomir Ruciński z Warszawy, od
ponad 30 lat związany z Uniwersytetem w Toronto. Jednym z pierwszych
kroków w realizacji BRITE-PL było zawarcie między CBK i CAMK umowy o
współpracy naukowej. Jednak kamieniem milowym okazał się przyznany na
początku 2010 r. przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego grant
inwestycyjny. Zbiegł się on w czasie z zaproszeniem polskiego zespołu do
Brite Consortium (Austria i Kanada), które tworzyły Uniwersytet w
Wiedniu, Politechnika w Grazu, Uniwersytet w Toronto oraz Uniwersytet w
Montrealu. Polscy naukowcy otrzymali ofertę współpracy naukowej a
inżynierowie zbudowanie dwóch satelitów.
BRITE to przykład osiągania niezwykłych rezultatów badawczych niskim
kosztem, co jest szczególnie istotne ze względów społecznych i
ekonomicznych.
Dr inż. Piotr Orleański zapowiada, że „pierwszy polski satelita zostanie
zbudowany w 2011 roku, cały projekt zostanie zakończony w 2013
umieszczeniem drugiego satelity na orbicie”. Wcześniej w przestrzeni
kosmicznej znajdą się dwa austriackie i dwa kanadyjskie satelity.
Od momentu powołania CBK PAN w roku 1977, grupy badawcze i inżynierskie
instytutu stworzyły instrumenty i uczestniczyły w eksperymentach w ponad
50 misjach kosmicznych. Nawet w chwili obecnej polskie instrumenty
naukowe pracują w przestrzeni kosmicznej uczestnicząc w kilku
najpoważniejszych misjach międzynarodowych. W Polsce do tej pory
prowadzone były prace nad skonstruowaniem studenckich satelitów. Na tym
polu szczególnie aktywne są AGH, WAT czy Politechnika Warszawska.
Kompletne satelity naukowe, podobnie jak Austriacy budujemy pierwszy
raz. Stąd za wzór posłuży nam kanadyjski nanosatelita CAN-X 3, zbudowany
na University of Toronto, Institute for Aerospace Studies, Space Flight
Laboratory (UTIAS-SFL).
Opracowanie projektu satelitów to zasługa Kanadyjczyków. Jednak bez
dodatkowego polskiego wkładu nie byłoby możliwe dokładne określenie
wewnętrznej budowy gwiazd, zwłaszcza w obszarach konwencji ciepła.
Polska wiedza teoretyczna oparta o własne programy komputerowe do
symulacji pulsacji gwiazd, powszechnie uważana jest za „state-of-art.”,
tj. wedle wszelkich arkanów sztuki.
Na tym polski udział się nie kończy. Zespół techniczny projektu BRITE-PL
planuje aktywnie uczestniczyć w całym procesie budowy obu satelitów. W
przypadku pierwszego z nich większość podsystemów satelity dostarcza do
CBK strona kanadyjska, udziałem polskich inżynierów będą modyfikacje
teleskopu, wykonanie struktury satelity, integracja oraz testy satelity.
W przypadku drugiego satelity udział komponentów kanadyjskich zostanie
poważnie ograniczony, większość podsystemów będzie opracowana w CBK i
wyprodukowana w Polsce. Oczywiście integracja i testy drugiego satelity
to domena CBK. W ramach programu BRITE-PL powstanie także stacja
kontroli lotu i odbioru danych.
Powodzenie projektu będzie miało także znaczenie dla przyszłego udziału
polskich naukowców i firm w bardziej skomplikowanych eksperymentach
realizowanych przez np. Europejską Agencję Kosmiczną, do której Polska
ma ambicję w najbliższej przyszłości należeć. Prof. Schwarzenberg-Czerny
wyjaśnia, że „czeka nas nieformalny egzamin dojrzałości, gdyż jeśli ktoś
nie zbudował żadnego kompletnego satelity, to nie powierzy mu się w ESA
żadnej ważnej funkcji”.
Naukowcy i inżynierowie z projektu podkreślają, że to, co robią, ma
znaczenie nie tylko dla nauki, ale też dla ludzi. Korzyścią BRITE będzie
to, że zacznie się mówić w Polsce o projektach kosmicznych, o
możliwościach dla młodych ludzi i nauki. Duże zainteresowanie, z jakim
spotkał się konkurs na projekt znaku graficznego i plakietki pierwszego
polskiego satelity naukowego BRITE-PL jest dowodem tego, że BRITE to nie
tylko nanosatelita, ale swoisty symbol nowego pokolenia. Laureatem
został student Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej, Pan
Krzysztof Głodowski. Konkurs był skierowany głównie do młodych twórców.
Komisja konkursowa doceniła przede wszystkim zachowanie w prosty, ale
oryginalny sposób głównej idei projektu BRITE-PL.
O tym, że BRITE to przełomowe wydarzenie nie tylko dla polskiej nauki,
przekonanych jest także wielu innych młodych ludzi, m.in. zdolna
studentka Wydziału Radia i Telewizji Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach
-- Katarzyna Dąbkowska, która szuka pomocy podczas produkcji i promocji
filmu mówiącego „o sile współpracy i o tym, że jeśli czegoś pragniemy,
cały wszechświat pomaga nam to zrealizować”.
Wszyscy jesteśmy BRITE-owcami i powinniśmy wykorzystać to, że Polska
otrzymała szansę wejścia w dziedzinę gospodarki światowej, którą jest
przemysł kosmiczny. Inwestycje w nowe technologie i wspieranie rozwoju
nauki są bodźcem dla firm do pożądania za światowym postępem.