Ludzie od rzeczy niemożliwych w kosmosie

Polscy studenci założyli firmę i tworzą części do sond na misje kosmiczne. Mechanizm, który zaprojektowali, jest kluczowym elementem w historycznym projekcie NASA. Celem misji jest zbadanie wnętrza planety Mars. Ewelina Ryszawa i Bartosz Kędziora z firmy Astronika to kolejni bohaterowie cyklu "Młoda Polska" publikowanego przez serwis Weekend.Gazeta.pl.

IMIĘ: Bartosz NAZWISKO: Kędziora ZAWÓD: inżynier mechanik, prezes firmy Astronika WIEK: 31 lat	IMIĘ: Ewelina NAZWISKO: Ryszawa ZAWÓD: inżynier mechanik WIEK: 26 lat
OSIĄGNIĘCIA: udział w misji kosmicznej InSight, której celem jest zbadanie wnętrza planety Mars

Artur B. Chmielewski z NASA JPL o polskim udziale w misji marsjańskiej InSight

*** *** *** ***

Tego dnia baza sił powietrznych Vanderberg w Kalifornii tonęła we mgle. Ewelina była nieco zawiedziona. Rakiety nie dało się zobaczyć. Nie pomagały nawet telebimy pokazujące obraz z kamery tuż przy rakiecie. Nawet ten widok spowijała mgła.

Była sobota 5 maja, czwarta rano. Ewelina Ryszawa stała na środku górzystej polany, kilka kilometrów od miejsca startu. Razem z nią czekało kilkaset osób - naukowców, pracowników NASA, którzy brali udział w projekcie InSight. Za chwilę w powietrze wzbije się rakieta z sondą lecącą wprost na Marsa. Cel: pierwsze w historii badanie wnętrza Czerwonej Planety.

Drżenie ziemi. Huk. Ewelina nie widziała startu, ale go poczuła. Oklaski, okrzyki, radość. Rakieta wystartowała. Za nieco ponad sześć miesięcy wyląduje na Marsie. Ewelina też dała ponieść się emocjom. W końcu dołożyła cegiełkę do tej misji. I to nie byle jaką. Tworzyła jedno z najważniejszych urządzeń w misji InSight. Ona i zespół polskiej firmy Astronika.

Satelita na studiach

Dwadzieścia lat wcześniej Ewelina pochłania albumy z obrazami kosmosu. W szóstej klasie czyta wszystko o astronomii. - W wieku ośmiu lat miałam większą wiedzę o ewolucji gwiazd, niż mam teraz - żartuje. Z wiejskiego gimnazjum trafia do warszawskiego liceum.

- Lubiłam matematykę, fizykę, rysunek techniczny, więc wymyśliłam, że będę studiować inżynierię lądową. Ale gdy przyszedł czas wyboru studiów, pomyślałam: po budownictwie będę liczyć, ile zbrojenia w beton włożyć, a to wydawało mi się nudne. Chciałam robić to, co od dziecka mnie pociągało. Poszłam na Politechnikę Warszawską, kierunek: lotnictwo i kosmonautyka.

Trafia do Studenckiego Koła Astronautycznego, które organizuje kosmiczne projekty. Na drugim roku studiów Ewelina razem ze znajomymi z koła zaczynają budowę satelity PW-Sat 2. Cel: przetestowanie żagla deorbitacyjnego, czyli czterech metrów kwadratowych folii dziesięciokrotnie cieńszej niż włos. Satelita po wykonaniu swoich zadań na sygnał wysłany z ziemi rozłoży spadochron i zacznie obniżać orbitę, by spłonąć w atmosferze.

Brzmi prosto, ale proste nie jest. Studenci będą pracować nad satelitą przez pięć lat. Ewelina zdąży skończyć studia, a projekt wciąż będzie na ukończeniu.

Przy budowie PW-Sat 2 bierze udział sto osób, ale trzon stanowi kilkoro studentów, wśród nich ona. Omawiają cele misji na zebraniach projektu. Projektują po nocach, między zajęciami i nauką. System zasilania, struktura satelity i mechanizmy na jego pokładzie to autorskie projekty studentów. Na uczelnianym biurku powstają pierwsze modele satelity. Części konstruują sami, niektóre kupują. Składają w całość, czyli integrują, w clean roomie - specjalnym pomieszczeniu pozbawionym pyłu, kurzu czy bakterii. Studenci pracują tam w skafandrach i rękawiczkach. Części muszą być sterylnie czyste.

Ewelina dostaje też pracę. Biega na zajęcia, z zajęć do pracy, z pracy do clean roomu składać własnego satelitę.

PW-Sat 2 niebawem opuści ziemię. Czeka na start w Holandii. Ewelina jest dumna. Firma, owszem, kosmiczna, ale pracuje nad satelitami krążącymi na orbicie ziemskiej.

- Dla mnie robienie takich rzeczy jest trochę jak konstruowanie pralki. To są urządzenia użytkowe. A mnie pociągają misje międzyplanetarne. Mamy ograniczoną wiedzę o ewolucji planet, nawet tych w naszym Układzie Słonecznym. To jest fascynujące - zbadać to, co jest dalej. Jakie są warunki na innych planetach? Jak one powstały? Czy może tam istnieć życie? Chciałam pomóc w odpowiedzi na te pytania. Dlatego bardzo zależało mi na lotnych projektach międzyplanetarnych.

Jest tylko jeden problem. Większość przemysłu kosmicznego opiera się właśnie na budowie satelitów komunikacyjnych. Misje naukowe, które lecą na inne planety, to niewielka część kosmicznego tortu. Praca przy nich to ogromny prestiż, zadanie dla najlepszych. Szanse Eweliny nie były wielkie. Okazja pojawiła się nagle.

Chomik nie zadziałał

Mniej więcej w czasie, w którym Ewelina zaczynała pracę nad budową PW-Sat 2, Bartosz Kędziora trafił do Centrum Badań Kosmicznych PAN. Bardziej z rozsądku niż z miłości.

- Szukałem praktyk na studiach. Chciałem być inżynierem, zajmować się mechanizmami. Powiem szczerze: nie myślałem specjalnie o kosmosie.

Rodzice Bartosza są warszawskimi inżynierami. Syn poszedł w ich ślady. Studia na Politechnice, specjalizacja: mikromechanika. W Centrum trafił do działu optyki i fotoniki. Projektował proste mechanizmy do urządzeń optycznych. Zauważył go doktor Jerzy Grygorczuk, jeden z niewielu w Polsce specjalistów od kosmicznych penetratorów. - Zapytał, czy pomógłbym mu przy Chomiku - projekcie penetratora dla rosyjskiej misji na księżyc Marsa, Fobosa - opowiada Kędziora.

Penetratory to urządzenia, które same wbijają się w powierzchnie planet czy komet. W kosmosie korzystanie z wierteł czy młotów pneumatycznych jest bardzo trudne. To ciężkie urządzenia, a kosmiczne sondy muszą być jak najlżejsze. W końcu im większy pojazd, tym większe koszty paliwa. Dlatego kosmiczni naukowcy stawiają na lekkie i niewielkie automatyczne młotki. Wyglądają jak pociski i same wciskają się w powierzchnię planety. Doktor Grygorczuk pracował już przy penetratorze wykorzystanym do zbadania wnętrza komety. Rosjanie poprzeczkę zawiesili wysoko - na stworzenie urządzenia zostawili rok.

- A kosmiczne misje przygotowuje się przez lata, nieraz dziesięciolecia. To było szalone tempo - wspomina Bartosz. - Nie było czasu na zastanawianie się, czy sobie poradzę. Trzeba było siadać do komputera i projektować.

Kędziora pracował po kilkanaście godzin dziennie, wieczorami, w weekendy. Czasami nie wracał z pracy do domu. Jego zespół odniósł sukces - Chomik był gotowy na czas. Cała misja jednak nie wyszła. Satelita spalił się w ziemskiej atmosferze.

- W tym przemyśle jest tak, że przez jeden błąd jednego inżyniera misja może nie dojść do skutku. To ogromna odpowiedzialność spoczywająca na każdej osobie zaangażowanej w projekt. Oczywiście było nam przykro, że poświęciliśmy czas na coś, co nawet nie miało szansy zadziałać. Ale to po prostu jest taka branża.

Doświadczenie przy Chomiku nie poszło w las. Nowa szansa odsłoniła się w 2012 roku, kiedy Polska przystąpiła do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Agencja zaczęła hojną ręką rozdawać granty dla polskich firm kosmicznych. Na pieniądze mogły liczyć przedsiębiorstwa, a nie ośrodki badawcze. Doktor Grygorczuk wyłowił najzdolniejszych studentów, z którymi pracował w Centrum Badań Kosmicznych, i założył Astronikę - firmę, której Kędziora jest dzisiaj prezesem.

Astronika

Na początku siedziba Astroniki mieściła się w ciasnym pokoju podnajmowanym w Centrum Badań Kosmicznych.

- W kilka dni po założeniu firmy składaliśmy już wnioski na projekty rozwojowe. Dostaliśmy pieniądze na dwa z trzech wniosków. To zapewniło nam finansowanie - opowiada Bartosz.

- Na wykładzie w kole naukowym doktor Grygorczuk rzucił, że szukają pracowników do nowej firmy. Pomyślałam: to moja szansa - opowiada Ewelina Ryszawa. Tak trafiła do Centrum Badań Kosmicznych i do Astroniki.

Prawdziwym przełomem było zlecenie od Niemieckiej Agencji Kosmicznej. Niemcy poprosili małą polską firmę o wykonanie zadania, któremu sami nie podołali. Sprawa była poważna. Chodziło o projekt InSight - misję NASA na Marsa.

Życie to nie Star Trek

Niemiecka agencja od kilku lat, na zamówienie NASA, rozwijała projekt penetratora o nazwie HP3. Urządzenie przygotowane przez nich nie spełniało wszystkich wymagań Amerykanów.

Zadaniem Kreta HP3 było wbić się w powierzchnię Czerwonej Planety na głębokość pięciu metrów w celu pomiaru strumienia ciepła z wnętrza planety. Dzięki temu naukowcy zbadają jądro Marsa i potwierdzą hipotezę, jaka była jego ewolucja.

Młodzi specjaliści Astroniki

Naukowcy mówią o historycznym wymiarze misji InSight. Satelita, który wyląduje na Marsie, zbada planetę na trzech płaszczyznach: geologicznej, sejsmicznej i termicznej. Do tego trzeciego badania niezbędny jest Kret HP3. Astronika dostała zlecenie na serce penetratora - mechanizm wbijający.

- To przeogromna szansa. Bardzo się ucieszyliśmy, choć czasu było niewiele - opowiada Bartosz Kędziora.

W ciągu kilku miesięcy udało im się przeprojektować niemiecki design, stworzyć cztery modele próbne, jeden zapasowy lotny i jeden model właściwy.

- Trzeba było zrobić, co w naszej mocy, żeby zoptymalizować mechanizm. Różnica była niesamowita. Niemiecki penetrator miał problem, żeby wbić się na trzy metry, a nasz wbijał się w dziewięćdziesiąt minut na pięć metrów - opowiada Ewelina Ryszawa.

Wkrótce okazało się, że pośpiech nie był konieczny. Francuzi nie wyrobili się ze swoim zleceniem na sejsmograf. Misję trzeba było przełożyć. Opóźnienie wyniosło 26 miesięcy i kosztowało miliony dolarów. Dlaczego tak długo?

- Jest to związane z układem planet. W życiu to nie wygląda jak w Star Treku. Nie lecimy po prostej linii z Ziemi na Marsa. Okienko na Marsa otwiera się raz na 26 miesięcy. Wtedy lot trwa najkrócej, a sonda zużywa jak najmniej paliwa - wyjaśnia Ewelina.

Niemiecka Agencja Kosmiczna postanowiła nie marnować czasu. Zleciła Astronice budowę nowego modelu, wprowadzając kolejne ulepszenia. Model szósty i siódmy miały powstać do końca 2017 roku. Kolejny zabójczy termin.

Frezowanie dla NASA

Zespół Astroniki zaczął projektować, badać obciążenia, robić pomiary, mierzyć i ważyć, tworzyć rysunki techniczne.

Pracownicy Astroniki badają, czy na powierzchniach części nie ma pęknięć i skaz materiałowych

- Trudno jest projektować mechanizmy, które mają działać w kosmosie, bo to zupełnie inne środowisko. W próżni zachodzi na przykład taki proces, jak zimne spawanie. Części, które stykają się ze sobą, mogą się skleić. Trzeba dobrze dopasować materiał, żeby do tego nie dopuścić - opowiada Ewelina.

Części wytwarza się w specjalnym warsztacie Astroniki, ale też w najzwyklejszych na świecie stołecznych zakładach z tokarkami i frezarkami.

- Mamy zaprzyjaźnione warsztaty. Nie każdy chce podjąć się pracy dla nas. Produkujemy pojedyncze sztuki bardzo drobnych elementów, które muszą spełnić wyśrubowane normy. Nie zawsze jest to praca opłacalna - opowiada Ewelina.

Części przechodzą gruntowne inspekcje. Pracownicy Astroniki badają, czy na powierzchniach nie ma pęknięć i skaz materiałowych. Potem jest czas na integrację, czyli połączenie części ze sobą. Wszystkie elementy, które polecą w kosmos, są składane w clean-roomie. Ewelina i inni pracownicy Astroniki składają te części w kombinezonach, co nie jest łatwe. Dość powiedzieć, że cały Kret HP3 ma 27 centymetrów długości i 25 milimetrów szerokości. Składanie przypomina więc robotę zegarmistrza. Trzeba precyzyjnie złożyć elementy o milimetrowych wielkościach. Jeden pyłek - i wszystko może się zaciąć. Czasami trzeba odstawić jakąś część na 24 godziny, by klej wysechł. Inną część trzeba przerobić. Na każdą zmianę potrzebna jest zaś zgoda z Niemieckiej Agencji Kosmicznej. Astronika dostała pomoc wprost zza wielkiej wody. Eksperci z NASA przylatywali do Polski podpowiadać, jak usprawnić proces.

- Ostatnie modele składaliśmy w 3-4 miesiące. To bardzo szybko - mówi Ewelina.

Zdążyli na czas. Gdy Kret HP3 był już gotowy, Ewelina zgłosiła się do NASA z pytaniem: Czy może oglądać start sondy InSight? Dostała zgodę, kupiła bilety i trafiła do bazy wojskowej w Kalifornii. O czwartej rano, oglądając skąpany w porannej mgle start rakiety, myślała o spełnionych marzeniach.

Następny cel: Jowisz

Pod koniec listopada InSight wyląduje na Czerwonej Planecie. W Astronice trzymają kciuki za powodzenie misji. Ale nie spoczywają na laurach.

- Zrobić coś, z czym niemiecka agencja nie mogła sobie poradzić, to wielki sukces. Dzięki temu jesteśmy rozpoznawalni w Europie, USA, zgłaszają się do nas Chińczycy. Teraz chcielibyśmy przygotowywać części, które mogą być używane na satelitach komunikacyjnych. Z tego jest jednak największy zysk. Ale nie porzucamy misji badawczych. Przygotowujemy dwa mechanizmy na sondę Europejskiej Agencji Kosmicznej, która poleci na Jowisza - opowiada Bartosz.

Tym razem w Astronice nie muszą się uwijać jak w ukropie. Sonda Juice ma wystartować w 2022 roku. Jak na misje kosmiczne to niewiele czasu, ale jak na ich standardy - cała wieczność.

Źródło: Weekend.Gazeta.pl, Zdjęcia: materiały prasowe firmy Astronika