Gwóźdź na Marsa

Malutka, bo licząca niespełna 40 pracowników firma, uczestniczy w ważnym przedsięwzięciu NASA, a pan został pierwszym w historii polskim badaczem w amerykańskiej misji. Jak do tego doszło?

Doceniono nasz wkład w opracowanie napędu urządzenia skonstruowanego na potrzeby misji NASA InSight. Media ochrzciły je mianem marsjańskiego Kreta. Dla nas to penetrator HP3. Do opracowywania innowacji nie zawsze potrzebne są duże zespoły. Liczą się pomysły, doświadczenie, twórcze spojrzenie.

Jak przekonaliście Amerykanów do waszego spojrzenia?

W Astronice pracujemy nad innowacyjnymi systemami penetracyjnymi do wykorzystania na planetach i asteroidach od 2013 r., ale budowa kompetencji, jakie tu rozwijamy, zaczęła się w Centrum Badań Kosmicznych PAN od opracowania penetratora MUPUS do kometarnej misji Rosetta w 1996 r. W ten sposób już wtedy włączyliśmy się w działania Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Kierownikiem naukowym projektu MUPUS był prof. Tilman Spohn, późniejszy dyrektor Niemieckiej Agencji Kosmicznej (DLR). W 2012 r. to on właśnie zaprosił mnie w charakterze recenzenta do projektu HP3, jaki DLR przygotowywała dla misji NASA InSight. Niemcy wykonali cztery różne modele penetratora, ale nawet najlepszy z nich nie wbijał się głębiej niż tylko na głębokość 3 m. Dla celów naukowych misji to było o 2 m za płytko. Zaproponowałem, że w Astronice możemy zbudować mechanizm napędowy, który zapewni wbicie Kreta na głębokość 5 m pod powierzchnię Marsa. Prof. Spohn nas zarekomendował, ale Amerykanie z początku nawet nie chcieli o tym rozmawiać. Dla nich to był szok: ulokowali technicznie złożony wyrób w bardzo dobrym ośrodku w Niemczech i nie osiągają wymaganych parametrów, a w mało znanej firmie w Polsce ktoś miałby to zrobić lepiej? Nie mogli sobie tego wyobrazić  i nie chcieli się zgodzić. Dyskusja i analiza różnych rozwiązań trwała cały dzień do późnych godzin wieczornych.

Między Amerykanami a Niemcami?

Odbywała się w Bremie, ale ja też w niej uczestniczyłem. Pod koniec dnia, kiedy wszyscy byli już zmęczeni, któryś z Amerykanów rzucił: Co nam szkodzi, niech spróbują. Szybko podpisaliśmy kontrakt z Niemiecką Agencją Kosmiczną na opracowanie prototypu. Tak to się zaczęło.

Skąd mieliście pewność, że „wasz” Kret wbije się 5 m w głąb Marsa?

Byliśmy o tym przekonani, bo tego typu urządzenia są naszą specjalnością, ale to nie my je sprawdzaliśmy. Wszystkie testy, które to potwierdziły, przeprowadzano w Niemieckiej Agencji Kosmicznej w Bremie i w Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL) w Pasadenie w USA. Mieli tam grunt analogiczny do marsjańskiego zbudowany na podstawie próbek gruntu przywiezionych z Czerwonej Planety. To ich przekonało, że Kret z naszym napędem nie tylko wbija się głębiej, ale też dużo efektywniej. Posypały się więc następne kontrakty. Łącznie z prototypem, wykonaliśmy 8 mechanizmów napędowych Kreta HP3. 

Ile osób nad nimi pracowało?

Zespół składał się z kilku członków. Przy integrowaniu modeli kwalifikowanych do lotu non stop gościliśmy inspektorów  z NASA. Amerykanie kontrolowali każdy etap procesu integracji. 

Nie dowierzali wam, czy takie są po prostu procedury?

Jedno i drugie. Poza tym, to jest przecież misja amerykańsko−niemiecka. Chciałbym tu wyraźnie podkreślić, że choć znacząco przyczyniliśmy się do powstania marsjańskiego Kreta, ponieważ zrobiliśmy cały napęd, to jednak jesteśmy twórcą tylko jednego podzespołu tego urządzenia. Jeżeli za przykład wziąć samochód, to my zrobiliśmy silnik, układ przeniesienia napędu, nawet koła, ale to wszystko. Nie jesteśmy ani kierowcą, ani nie wyznaczamy trasy, po której jedziemy. Kierowcą są koledzy z Niemiec, a trasę wyznaczają Niemcy i Amerykanie. 

Na czym polega specyfika „waszego” Kreta? 

Jeśli chodzi o budowę, to, obrazowo mówiąc, jest jak gwóźdź, który ma w sobie młotek. Poza tym, jest bardzo ciężki, a więc nietypowy jak na urządzenie wysyłane w kosmos. Do jego konstrukcji wykorzystaliśmy wolfram, metal o bardzo dużej gęstości. Chodziło o to, by uzyskać znaczącą przeciwmasę poprawiającą zdolność wbijania. 

Czy projektując Kreta na czymś się pan wzorował?

Ogólne działanie mechanizmu jest oparte na pomyśle rosyjskiego profesora Gromowa i wykorzystuje napęd czysto mechaniczny. Sięgnęliśmy po wersję, na której opierały się rozwiązania niemieckie. Dokonaliśmy w niej jednak trzynaście bardzo istotnych zmian. Taka decyzja wiązała się także z tym, że w środku Kreta, oprócz systemu napędowego, są dwa instrumenty naukowe: sensory termiczne i tiltometr, przygotowane przez naszych kolegów z Niemiec. Gdybyśmy narzucili bardziej nowoczesną strukturę napędu, np. wykorzystującą bezpośredni napęd elektromagnetyczny, mogłyby wyniknąć problemy z interfejsem. Poza tym, koledzy z DLR nie godzili się na przerabianie swoich instrumentów. Staraliśmy się więc nie wprowadzać zakłóceń. Można powiedzieć, że to było podejście konserwatywne, ale – co ciekawe − bardzo często spotykane w przemyśle kosmicznym. Kierownicy misji, na które wydaje się miliony dolarów, nie chcą ryzykować i nie wysyłają w kosmos najbardziej innowacyjnych pomysłów. Króluje raczej racjonalne podejście: stosować coś, co zostało już dobrze sprawdzone. 

Misja dotarła na Marsa w listopadzie 2018 r. Czego udało się już dowiedzieć dzięki Kretowi?

Na razie, niestety, nie ma dobrych wieści. Grunt, na którym usiadł lądownik okazał się inny, niż przewidywano i Kret nie wbił się na docelową głębokość. Kierujący misją rozważają różne rozwiązania i zastanawiają się, jak z tego wybrnąć. Takie decyzje niestety trwają miesiącami. Na zapasowych modelach przeprowadza się dziś różne testy, żeby nie zaprzepaścić wielu lat przygotowań do misji. Czekamy na wyniki i dalsze decyzje. 

Nad jakimi kosmicznymi projektami pracuje obecnie Astronika? 

Jesteśmy zaangażowani w 10 zamówień. 90 proc. z nich trafiło do nas z Europejskiej Agencji Kosmicznej. Sztandarowym projektem ESA, w tej chwili już na ukończeniu, jest misja Juice do Jowisza. Przygotowujemy do niej dwa urządzenia: rozkładany maszt o długości 3 m, na końcu którego umieszczona będzie sonda Langmuira do badania pola elektrostatycznego oraz 2,5-metrową antenę dipolową, rozwijaną z taśm z brązu berylowego do pomiaru sygnałów elektrycznych. Opracowujemy też m.in. system otwierania drzwi do komory Diuara, która ma pracować w bardzo niskich temperaturach, wysięgnik magnetometru dla węgierskiej misji kosmicznej, zawory paliwowe do silników rakietowych i platformę dla skaczącego robota planetarnego. 

Skaczący robot, fajnie brzmi.

Nie tylko. Pokazuje też filozofię działania Astroniki. Wkroczyliśmy do branży z dużym opóźnieniem, ponad 50 lat od początku ery kosmicznej. Mamy więc do wyboru albo gonić firmy, które dużo wcześniej rozpoczęły działalność i dziś mają na koncie znaczące osiągnięcia, albo postawić na coś, czego nikt inny jeszcze nie robi, np. skaczące roboty kosmiczne. Opracowując tego typu urządzenia mamy szansę, by od razu trafić do światowej czołówki. 

Czy pomysły, by w Polsce budować przemysł kosmiczny to naiwne sny o potędze, czy rzeczywiście są ku temu racjonalne przesłanki?

Na pewno nie są to już tylko sny. W 2012 r. wstąpiliśmy do Europejskiej Agencji Kosmicznej i pojawiły się fundusze, o których wcześniej można było tylko pomarzyć. To naturalnie dopiero początek. Na razie jest zaledwie ok. 30 firm, które mogą liczyć na międzynarodowe zlecenia. Kilka z nich ma szanse, by konkurować z najlepszymi w tej branży. Jeśli chcemy liczyć się w świecie, musimy rozwijać przemysł kosmiczny. Ale solidne podstawy można będzie stworzyć tylko przy poważnym zaangażowaniu państwa. Przynajmniej na początku. Pokazują to przykłady wszystkich państw, które coś osiągnęły. Liderzy tego rynku powstali dzięki olbrzymim celowym dotacjom państwowym w wyniku świadomego działania rządów, które widziały potrzebę rozwoju tej dyscypliny. Wiedziały, że dzięki temu można znacząco zwiększyć innowacyjność, ulepszyć systemy obronne, unowocześnić gospodarkę. Jeżeli ze strony polskiego rządu, takiego działania nie będzie…

… to polski przemysł kosmiczny będzie przypominał partyzantkę.

Trochę tak.

Dostrzega pan jakieś działania systemowe zmierzające w tym kierunku?

Powstał np. krajowy program kosmiczny, a nawet strategia kosmiczna do 2030 r. 

Ale żeby miały sens, to budżet przeznaczany na rozwój branży musi znacząco przekroczyć obecne 0,01 proc. PKB? 

Dotyka pani sedna. Jeżeli chcemy zbudować willę i mamy na to 100 tys. zł, to wiadomo, że zbudujemy tylko bardzo skromny domek. Jeżeli mamy milion to może i z basenem się uda. 20 lat temu wydatki na cele kosmiczne w Polsce wynosiły rocznie w przeliczeniu na jednego mieszkańca ok. 0,1 zł. Dzisiaj sięgają 1-2 euro. Postęp więc jest. Ale żeby mógł się przełożyć na prężny rozwój sektora, wydatki musiałyby wzrosnąć jeszcze z 10 razy.