Jeden z ich instrumentów eksploruje właśnie powierzchnię Marsa, drugi w 2022 roku wyleci z misją JUICE w kierunku Jowisza i jego księżyców, a oni sami spoglądają w kierunku Księżyca. Firma Astronika w swojej warszawskiej siedzibie realizuje projekty i tworzy instrumenty dla największych misji naukowych NASA i ESA – o jej wkładzie w kosmiczny biznes rozmawiamy z Dyrektorem Biura Projektów i Rozwoju Biznesu Michałem Szwajewskim .  

Nasza rozmowa towarzyszy ERC 2020, więc zacznijmy od łazików. Jakie technologie określiłbyś jako te najbardziej kluczowe w realizowanych obecnie misjach marsjańskich? Doprecyzowując: wykorzystanie których technologii w łazikach umożliwia nam naukową eksplorację Marsa?

Na obecną chwilę trudno jest podzielić technologie stosowane w eksploracyjnych misjach marsjańskich / planetarnych na kluczowe i niekluczowe. Jeśli misja ma się udać, muszą zadziałać wszystkie podsystemy. Za przykład może tu posłużyć misja ExoMars 2016 – nie zadziałał jeden z podsystemów, co poskutkowało rozbiciem lądownika podczas lądowania i utworzeniem spektakularnego krateru na powierzchni Marsa. Drugim przykładem jest misja ExoMars 2020, obecnie przeniesiona na rok 2022, w której podczas testów nie zadziałały spadochrony. Teoretycznie można więc powiedzieć, że kluczowe są te z technologii, które mają służyć badaniom, jednak należy pamiętać, że bez prawidłowego działania podstawowych systemów nie spełnią one swojej misji.

Astronika ma swój wkład w eksplorację Czerwonej Planety – mowa o instrumencie HP3, czyli tzw. Krecie. Czy możesz opisać w kilku zdaniach ten projekt i to, jak wyglądały prace nad Kretem?

Narzędzie zwane przez nas Kretem to penetrator stanowiący część instrumentu HP3. Najważniejszym celem działania Kreta jest zagłębienie się pod powierzchnię Marsa na głębokość nawet do pięciu metrów, aby umożliwić wprowadzenie pod nią narzędzi do pomiaru, między innymi temperatury. Stworzyliśmy go we współpracy z CBK PAN oraz częściowo z Politechniką Warszawską, które dostarczyły niektóre części.

Ogromną rolę w pracy nad Kretem odegrało doświadczenie głównego konstruktora, czyli dr inż. Jerzego Grygorczuka. Niemiecka Agencja Kosmiczna (DLR) miała problemy z zaprojektowaniem takiego systemu dla NASA i zwróciła się do dr. Grygorczuka z prośbą o konsultację, a finalnie o przeprojektowanie urządzenia na bazie wiedzy i doświadczenia Astroniki. Projekt realizowaliśmy pod ścisłym nadzorem NASA i w silnym reżimie zapewnienia wszystkich norm jakościowych. W efekcie dostarczyliśmy na marsjańską misję InSight urządzenie, które pracuje już prawie trzy razy dłużej niż założono to w projekcie. Oczywiście nie obyło się bez problemów, których mogliśmy się spodziewać jako jedni z pierwszych, próbujących wbić się w marsjańską powierzchnię.

Czy możesz opowiedzieć o tej sytuacji?

Tak, jak wspominałem wcześniej, z mechanicznego punktu widzenia Kret działa doskonale. Wszystkie jego elementy zostały zaprojektowane z odpowiednimi marginesami bezpieczeństwa. Problem stanowi jednak „niewspółpracujący” grunt marsjański. Okazało się, że jest on dużo bardziej sypki niż zakładała NASA, przez co paradoksalnie trudniej się w niego zagłębić.

Podobna, jednak odwrotna sytuacja miała miejsce przy okazji lądowania na Księżycu – zakładano, że pokrywa go gruba warstwa pyłu, ale Neil Armstrong w chwili lądowania zauważył, że powierzchnia Księżyca jest jednak twarda i zbita.

Projektując Kreta założyliśmy, że regolit na powierzchni Marsa będzie raczej twardy i zbity, ale okazało się, że jest odwrotnie. Dla nas jest to jedynie niewielkie wwiercenie pod samą powierzchnię Marsa, ale dla przyszłych misji ta wiedza jest kluczowa i stanowi świetną naukę i przygotowanie do przyszłej kolonizacji tej planety.

Jak został rozwiązany problem, który napotkał Kret? W jaki sposób możemy reagować na tego typu sytuacje, które mają miejsce, gdy sprzęt wysłany przez firmę ma problemy w odległości setek milionów kilometrów od nas na obcej planecie?

W obecnej sytuacji, jako Astronika nie możemy zrobić zbyt wiele. Nasz mechanizm działa poprawnie, a NASA podejmuje próby wciśnięcia Kreta pod powierzchnię gruntu, regolitu. Kierują się nadzieją, że poniżej napotkamy bardziej zwarte struktury skalne, przez które Kret będzie się przebijał.

fot. integracja instrumentu HP3 w laboratorium Astroniki

Dużo mówimy o Marsie, ale nie możemy zapomnieć o najbliższym Ziemi ciele niebieskim – Księżycu. Jaka będzie Twoim zdaniem rola Księżyca w dalszej eksploracji kosmosu przez człowieka?

Księżyc odegra kluczową rolę w budowaniu wiedzy i doświadczenia, które zostaną później wykorzystane w eksploracji innych planet. Programy ESA i NASA zakładają, że pierwsze bazy będą zakładane, a technologie, stworzone z myślą o eksploracji planet, testowane właśnie na Księżycu. Ziemski Satelita jest przede wszystkim dużo bliżej niż pozostałe ciała niebieskie. Co więcej, przynajmniej teoretycznie, potrafimy na nim wylądować, chociaż wiemy, że kilka misji zakończyło się niepowodzeniem. Te dwa czynniki sprawiają, że Księżyc jest idealnym ciałem niebieskim do stworzenia na nim „pola testowego” dla naszych technologii.

Jak Astronika chciałaby lub planuje przyczynić się do realizacji kosmicznych misji związanych z księżycem?

Zaprezentowaliśmy Europejskiej Agencji Kosmicznej już kilka technologii, które mogą zostać wykorzystane na potrzeby misji księżycowych. Część z nich bazuje na doświadczeniu Kreta, inne są wynikiem wiedzy nabytej przy innych projektach. Obecnie nie mogę zdradzać wielu szczegółów, jednak spotkaliśmy się z bardzo pozytywną opinią na temat tych rozwiązań.

Aktualnie realizujemy też duży projekt urządzeń trzymająco-zwalniających wiertnicy księżycowej dla misji Luna-27, prowadzonej przez Rosyjską Agencję Kosmiczną. Współpracujemy przy nim z firmą Leonardo.

Jakie inne projekty oprócz tych, które już zostały wspomniane realizuje Astronika?

W naszym portfolio znajduje się obecnie około 15 projektów. Duża część z nich to projekty lotne – skutkujące stworzeniem takich urządzeń, które polecą w kosmos – jak na przykład wspomniany wcześniej projekt PROSPECT w misji Luna-27, czy boomy oraz anteny dla misji JUICE.

Realizujemy także szereg projektów na małe misje oparte o cubesaty, czyli miniaturowe satelity. Jednym z najciekawszych z nich jest zestaw rozwijanych anten do misji Juventas w ramach misji HERA. To bardzo prestiżowa inicjatywa realizowana przez OHB. Ciekawym projektem jest także misja RadCube, której celem będzie badanie pogody kosmicznej. Jest naprawdę przełomowa, ponieważ mały cubesat będzie wykonywał pomiary realizowane wcześniej przez wielotonowe satelity – i to dzięki antenom Astroniki!

Warto też wspomnieć o rozwoju nowych technologii i rynkach komercyjnych. W tym roku pozyskaliśmy duży projekt z programu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, w ramach programu Szybka Ścieżka Kosmiczna. Nazywa się AstroModuły i jego celem jest opracowanie produktów do bezpośredniego stosowania w małych i średnich misjach komercyjnych. Już teraz  otrzymaliśmy bardzo pozytywny odzew związany z realizacją tego projektu i zakładanymi przyszłymi efektami.

fot. instrumenty LP-PWI (tzw. boomy) stworzone przez Astronikę na potrzeby misji ESA JUICE. 

Czy Twoim zdaniem technologie opracowywane przez Astronikę w ramach misji kosmicznych mogą znaleźć zastosowanie na Ziemi?

Jak najbardziej, dostrzegamy obszary zastosowania naszych technologii także na Ziemi.  Jednym z przykładów są rozwijane anteny, które złożone zmieszczą się w pudełku zapałek, a po rozłożeniu osiągają wielkość nawet do 1,5 metra. Ze względu na bardzo małe rozmiary mogą być  one wykorzystywane w misjach zwiadowczych. Co ważne ten układ możemy także skalować w górę. Oznacza to, że wykonalne jest wykonanie np. pięciometrowych masztów, które mieszczą się w pudełku po butach.

W chwili obecnej skupiamy się na projektach kosmicznych, ale nie wykluczamy, że przyjdzie moment, w którym spojrzymy też na Ziemię.

Astronika zazwyczaj realizuje technologie jako wykonawca w międzynarodowych projektach. Czy możesz opowiedzieć jak zazwyczaj wygląda taka współpraca? Inaczej mówiąc: jaką ścieżkę musi przejść firma, aby wziąć udział w międzynarodowej misji ESA lub NASA i wysłać swój sprzęt w kosmos?

To bardzo szeroki temat. Najważniejszym punktem wyjścia jest określenie, w czym jest się dobrym. Trzeba zadać sobie pytanie: jakie umiejętności posiadam ja lub moja firma, które mogą mieć zastosowanie w przemyśle kosmicznym. Druga kwestia to świadomość i posiadanie wiedzy o specyfice sektora. Nie dziwi mnie, że wiele firm generujących zyski w branży naziemnej, nie jest wcale zainteresowanych przemysłem kosmicznym. Wielu osobom wydaje się, że sektor kosmiczny wiąże się z ogromnymi zyskami – to niestety błędne myślenie. Jest nawet takie powiedzenie, że jeśli ktoś chce zarobić milion w kosmosie to musi najpierw zainwestować miliard.

Najważniejszą jednak kwestią jest technologia i know how firmy. ESA zazwyczaj jest otwarta na prezentację posiadanych już technologii, ale droga, którą trzeba przejść zanim zostanie ona wysłana w kosmos, nie jest krótka ani prosta.

Zawodnikami ERC są młodzi ludzie, którzy rozpoczynają swoją ścieżkę kariery. Jak zachęciłbyś ich do pracy w sektorze kosmicznym?

Sektor kosmiczny jest dla mnie kwintesencją inżynierii. Jeśli ktoś czuje potrzebę tworzenia czegoś nowego, niepowtarzalnego to ta branża jest dla niego. Uważam również, że kwestie zarządzania, czy to na poziomie firmowym, portfela projektu czy samego projektu, stoją tu na najwyższym światowym poziomie.

Michał Szwajewski – pracę w przemyśle kosmicznym rozpoczął ponad 10 lat temu, jako inżynier ds. wymiany ciepła w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, gdzie wspierał proces projektowania pierwszego polskiego satelity Brite-PL “LEM”. Następnie przeniósł się do nowoutworzonego departamentu inżynierii kosmicznej firmy SENER jako inżynier, a później jako kierownik projektów, takich jak “kosmiczna pępowina” dla misji ExoMars 2020 czy MSGE dla misji Biomass. Dziś w firmie Astronika aktywnie wspiera dział rozwoju biznesu i biuro projektów.

Astronika Sp. z.o.o.–  powstała w 2013 roku z misją dostarczania niezawodnych produktów i usług wysokiej jakości, które będą odpowiadały na aktualne potrzeby i wyzwania przemysłu kosmicznego. Astronika osiągnęła pozycję wiodącej firmy polskiego sektora kosmicznego, a także wiarygodnego partnera na rynku europejskim i światowym – realizując dziesiątki projektów instytucjonalnych i komercyjnych. Podstawowym obszarem działalności Astroniki jest projektowanie, budowa, integracja i testy systemów mechanicznych. Specjalnością firmy są mechanizmy i instrumenty kosmiczne – w szczególności penetratory geologiczne, mechanizmy trzymająco-zwalniające i systemy antenowe – konstrukcje ultralekkie, analiza wytrzymałościowa oraz badania trybologiczne.

rozmawiała: Katarzyna Matczuk