Przez ciernie do gwiazd

Eksploracja kosmosu to dzisiaj przemysł napędzany potrzebami infrastruktury satelitarnej i nowym paradygmatem: szybciej, taniej, więcej. Popyt nadal jest ograniczony – czasy kosmicznej hossy z okresu wyścigu wielkich mocarstw to przeszłość, ale zainteresowanie państw i kapitału prywatnego powoli powraca. W nowych okolicznościach coraz lepiej odnajdują się także polskie firmy.

Czołową polską firmą jest CreoTech Instruments, założona przez grupę wybitnych polskich naukowców, konsekwentnie rozwijająca kompetencje w zakresie projektowania i montażu elektroniki wysokiej niezawodności – takiej, jaka niezbędna jest w kosmosie. Do skutecznego funkcjonowania na globalnym rynku kosmicznym potrzebne jest know-how i produkty w różnych obszarach, a także umiejętność organizowania oraz pracy w szerokich, międzynarodowych konsorcjach z udziałem europejskich i światowych agencji kosmicznych. CreoTech wyróżnia również wizja stabilnych i przyszłościowych produktów „kosmicznych”. „Zdecydowałem się na przejście z nauki do biznesu, ponieważ w tej pracy osiągnąłem już dużo. Zajmowałem się fizyką jądrową, z pogranicza teorii i doświadczenia, także w czołowych ośrodkach takich jak CERN. Nadal wykładam na Uniwersytecie Warszawskim. Chciałem poszukać nowych wyzwań. Byłem za granicą klika lat, ale postanowiłem, że wrócę do kraju. Wybrałem przemysł kosmiczny, który dostarcza najtrudniejszych wyzwań” – mówi dr Grzegorz Brona, prezes CreoTech Instruments SA.

Nauka przez projekty

CreoTech rozpoczynał działalność w 2012 r. jako firma kosmiczna. Dzięki podjęciu współpracy z ESA udało się jej pozyskać szereg projektów, które wykorzystują doświadczenie firmy z projektów ziemskich związanych z zaawansowaną elektroniką. Z drugiej strony umożliwiają także pozyskanie konkretnego know-how w projektach, w których udział biorą światowi i europejscy liderzy branży kosmicznej.

Zobacz również:



Produkcja elektroniki kosmicznej wymaga specjalnych warunków. W CreoTech jest sterylnie czysta montażownia elementów elektroniki. Dzięki temu możliwe było realizowanie programu ExoMars i ASIM, projekty związane wyłącznie z montażem układów kosmicznych według projektu Centrum Badań Kosmicznych. Udało się spełnić wymagane normy i obecnie elektronika pierwszego z tych projektów wyprodukowana w CreoTech pracuje na orbicie marsjańskiej.

Drugi projekt ASIM, który jest poświęcony badaniu atmosfery ziemskiej z orbity w obszarze wyładowań elektromagnetycznych, w tym roku poleci na Międzynarodową Stację Kosmiczną.

„W 2012 r. postanowiliśmy, że do 2020 r. zostaniemy polskim integratorem dla niewielkich satelitów. Aby to osiągnąć, musieliśmy nauczyć się montażu (w projektach projekt ExoMars i ASIM), a know-how pogłębiamy w kolejnych projektach. Drugi etap to nauka projektowania, jaką odbyliśmy w projekcie PROBA-3. Nie tylko montujemy, ale także projektujemy podsystemy dla dużej sondy do pomiaru korony słonecznej i burz słonecznych zakłócających funkcjonowanie urządzeń elektronicznych na Ziemi. Robimy to z zaprzyjaźnionymi firmami z zagranicy i CBK, które koordynuje prace projektowe w Polsce. Trzeci projekt to OPS-SAT. Jest to satelita ESA, który będzie służyć do testowania nowoczesnych technologii w kosmosie. My piszemy istotny fragment oprogramowanie dla satelity. Pozostaje nam jeszcze nauka przetwarzanie na Ziemi danych zebranych przez satelity. Dlatego zaangażowaliśmy się w projekt EO Cloud. Zdobywamy kolejną umiejętność, która pozwoli w przyszłości stworzyć kompletny know-how do produkcji platform satelitarnych. Przecieramy nowe ścieżki współpracy z ESA. Obejmuje to np. pisanie oprogramowania zgodnie z wymaganiami ESA, które specyfikują szereg testów i szereg procedur. Zajmujemy się także oprogramowaniem procesorów FPGA – programujemy połączenia bramek logicznych w procesorze w taki sposób, aby w razie uszkodzenia procesora w jednym miejscu, np. przez promieniowanie kosmiczne, inna jego część przejęła funkcjonowanie” – opowiada Grzegorz Brona.

Posprzątać kosmiczny śmietnik

Statystycznie kolizje obiektów wielkości kilkudziesięciu metrów z Ziemią zdarzają się raz na kilkaset lat. Uderzenie takiego obiektu może zniszczyć wielką aglomerację. Obiektów stanowiących potencjalne zagrożenie naliczono dotychczas kilka tysięcy. Udało się sklasyfikować te największe, ale nadal niewiele wiadomo o tych mniejszych, o średnicy poniżej kilkudziesięciu metrów.

O tym, że należy obawiać się intruzów z kosmosu, świadczą rozmiary zniszczeń, jakich niedawno dokonała stosunkowo niewielka kosmiczna skała, która rozpadła się w okolicy Czelabińska w Rosji. A przy tym pomimo, że podbój kosmosu trwa już kilkadziesiąt lat, pojawienie się tego obiektu było całkowitym zaskoczeniem.

„Na szczęście udało nam się zidentyfikować większość ciał niebieskich, które mogą nam zagrażać w ciągu 15 lat. Natomiast nie jesteśmy w stanie przewidzieć kolizji z mniejszymi obiektami, takimi jak tzw. meteoryt tunguski, który spadł na Syberii 100 lat temu czy meteoryt, jaki w 2013 r. pojawił się nad Czelabińskiem w Rosji. Takie zdarzenia nieustannie nam zagrażają i musimy się na nie lepiej przygotować” – mówi dr Grzegorz Brona.

Kosmiczne zagrożenie dotyczy nie tylko Ziemi, ale i działań człowieka w kosmosie. Rośnie bowiem zagrożenie ze strony tzw. śmieci kosmicznych. To obiekty pochodzące z działalności człowieka, pozostające na orbicie okołoziemskiej: człony rakiet, nieczynne lub zepsute satelity, odłamki oraz fragmenty urządzeń i statków kosmicznych, powstałe w wyniku ich kolizji. Stanowią one zagrożenie dla działających satelitów, ale mogą zagrażać stacjom kosmicznym. Problem tzw. efektu Kesslera, czyli lawinowego wzrostu ilości odłamków kosmicznych, najlepiej chyba szerszej publiczności przedstawił multioscarowy film „Grawitacja”.

Waga problemu rośnie ze wzrostem znaczenia kosmicznej infrastruktury działającej na rzecz Ziemi. Satelity mają szereg komercyjnych zastosowań, służą m.in. do przewidywania pogody, telekomunikacji (telewizja, łączność, położenie na morzu), celom wojskowym, badaniu surowców, nawigacji GPS. Niższe orbity (300–1000 km) są przy tym bardziej zatłoczone, tam też umieszcza się tańsze i mniejsze satelity, które z czasem obniżają orbitę, więc muszą używać silników korekcyjnych, o ile chcemy je utrzymać na orbicie. To notabene także sprzyja kolizjom. Dziś można śmiało powiedzieć, że rysującą się sytuacją kryzysową trzeba dobrze zarządzić.

CreoTech realizuje obecnie na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej w międzynarodowym konsorcjum projekt NEOSTEL. Jego celem jest zidentyfikowanie wszystkich obiektów potencjalnie zagrażających Ziemi i obiektom na orbicie okołoziemskiej.

Firma z Piaseczna jest odpowiedzialna za opracowanie i wyprodukowanie 16 superczułych kamer wyposażonych w matrycę CCD (ang. Charge Coupled Device), w które będzie wyposażony teleskop NEOSTEL. Rozdzielczość zastosowanej matrycy kamery pozwala dojrzeć obiekt wielkości piłki tenisowej z odległości tysiąca kilometrów. W 2018 r. powstanie 20 kolejnych kamer, a w kolejnym roku może ruszyć projekt, w którego ramach zostanie zbudowanych 30 teleskopów wyposażonych w ponad 200 kamer z CreoTech. Tego rodzaju system pozwoli na monitorowanie dużego obszaru nieba w poszukiwaniu naturalnych obiektów, jak również pozostałości po działalności człowieka.

Po wykryciu śmieci kosmicznych oczywiście coś trzeba z nimi zrobić. Także w tych pracach uczestniczą polskie firmy kosmiczne.

„Są różne strategie, np. zniszczenie niedziałającego satelity na orbicie. W wyniku tego może powstać jednak na orbicie mnóstwo nowych śmieci kosmicznych. Drugi pomysł to wysłanie specjalnych satelitów wyposażonych w ‘harpuny’ i ściągnięcie śmieci kosmicznych do atmosfery, gdzie uległyby spaleniu. Obecnie testują takie rozwiązanie Japończycy. Trzeci pomysł to chwytanie kosmicznych śmieci w sieć. W projekcie uczestniczy polska spółka SKA Polska. Inne pomysły to użycie spychacza kosmicznego – pracuje nad nim m.in. polski instytut PIAP – albo żagla, który przygotowuje Politechnika Warszawska. Spowolniłby on nieużywanego satelitę poprzez interakcję z resztkami atmosfery i spowodował jego deorbitację. Obiekt do kilkuset kilogramów może się bezpiecznie spalić w atmosferze. ESA i NASA wprowadziły przepis, że każdy nowy satelita musi mieć system do takiej deorbitacji. Kolejny pomysł polega na tym, aby wyposażyć satelitę w silniki deorbitujące” – mówi Grzegorz Brona.

Kamery zbudowane przez CreoTech będą w stanie wykrywać planetoidy zagrażające Ziemi, jak również wykrywać śmieci kosmiczne, czyli części uszkodzonych obiektów wysłanych przez człowieka na orbitę. Mogą one stanowić zagrożenie dla innych satelitów oraz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Dlatego budowa systemu wczesnego ostrzegania stanowi kluczowy element obrony naszej planety.

Nowy paradygmat podboju Kosmosu

Firmy kosmiczne rzadko jeszcze są zyskowne. W latach 50.–60.–70. wyścig mocarstw napędzał podbój Kosmosu. To nie były jednak firmy prywatne, ale przedsięwzięcia państwowe. W latach 80. Rosja wycofała się z wyścigu, więc USA też zwolniły tempo. Można powiedzieć, że upadek komunizmu i bloku sowieckiego spowodował, że nie jesteśmy jeszcze na Marsie.

„W końcu lat 90. i na początku XXI wieku pojawił się nowy paradygmat: taniej, szybciej, w mniejszej skali, w większej ilości. Pojawił się kapitał prywatny, poszukujący nowych okazji do inwestowania po krachu bańki internetowej. Wymyślono rakiety wielokrotnego użytku, które będą po misji lądować na Ziemi, co spowoduje istotny spadek kosztów wynoszenia satelitów” – mówi Grzegorz Brona.

Dąży się do miniaturyzacji, standaryzacji i tworzenia tańszego wyposażenia. Efektem są mniejsze i tańsze satelity bazujące na tańszych komponentach. Wystrzeliwuje się ich za to dużo, z nadzieją, że przynajmniej część zadziała.

„To dało nowy impuls do podboju Kosmosu, Zmniejszyły się koszty produkcji satelity i koszty jego wynoszenia. Pragniemy jako CreoTech wykorzystać tę falę wznoszącą. Problem jednak polega na tym, że nadal trudno dopiąć przedsięwzięcie biznesowo. Pojawiło się mnóstwo firm kosmicznych, ale rynek jest wciąż nieduży i większość z nich jest skazana na porażkę. Tworzy się kosmiczna bańka” – przestrzega Grzegorz Brona. „Dlatego tak istotne jest znalezienie odpowiedniej niszy rynkowej do rzeczywistego wzrostu. My taką niszę, mam nadzieję, znaleźliśmy” – dodaje

W pewnym momencie będzie tak dużo satelitów, że zapotrzebowanie na kolejne się wyczerpie. Jeżeli Elon Musk wystrzeli 800 satelitów, to zapewne trudno będzie konkurować z jego konstelacją. A jest jeszcze kilku innych dużych graczy, m.in. Google czy Samsung ze swoimi superkonstelacjami satelitów, którzy dzięki skali i posiadanym środkom są poza konkurencją mniejszych graczy. „Większość firm będzie miała problemy, nie należy spodziewać się, że kosmos dostarczy wszystkim wielkich zysków. Co więcej, żadna z dużych firm, takich jak Space X lub United Space Alliance, nie powstałaby i nie osiągnęła płynności bez wsparcia państwa. „W Stanach Zjednoczonych to państwo poprzez NASA wsparło finansowo Elona Muska, przyznając mu kontrakt wart 1,6 mld USD na zaopatrzenie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Podobnie jest winnych krajach, zawsze jest państwo, które na największe i najistotniejsze kontrakty zabezpiecza płynność przez wiele lat. Nie ma na rynku firmy, która by się rozwinęła bez wsparcia państwa” – mówi Grzegorz Brona.

Polski przemysł kosmiczny

Polskie firmy są zarejestrowane w ESA (European Space Agency, Europejska Agencja Kosmiczna) i korzystają ze wsparcia, z tym że połowa to instytuty naukowe i uczelnie, takie jak: Politechnika Wrocławska, Politechnika Warszawska, Politechnika Warmińsko-Mazurska, Politechnika Gdańska. Połowa pozostałych firm to podmioty z istotnym lub całkowitym udziałem firm zagranicznych. A pozostałe około 30 firm są oparte na rodzimym kapitale i know-how. Są to zazwyczaj start-upy. Z tego kilkanaście firm realizuje więcej niż jeden projekt kosmiczny.

„To może oznaczać, że pozostałe firmy złapały jeden projekt i nie mają pomysłu na dalszy rozwój w tym obszarze. Ewentualnie jest to dla nich działalność dodatkowa, dobra PR-owo. Tylko około pięciu polskich firm ma w dorobku więcej niż pięć kontraktów realizowanych dla ESA i takie firmy dopiero można nazwać firmami zorientowanymi strategicznie na branżę kosmiczną. My jesteśmy w tym gronie” – mówi Grzegorz Brona.

CreoTech ma pomysł na konsolidację i niemarnotrawienie potencjału oraz zapału, który niekiedy po zrealizowaniu pojedynczego kontraktu się wypala. „Dążymy do budowania klastrów pod konkretne projekty. Najlepszym przykładem jest konsorcjum EO Cloud, które buduje system do przechowywania danych satelitarnych. Nasz partner, firma CloudFerro, zna się na budowaniu infrastruktury bazodanowej. My natomiast wiemy, jak porozumieć się z ESA i gdzie sprzedawać dane satelitarne” – podaje przykład Grzegorz Brona.

Podobnym projektem jest SAT-AIS-PL, realizowany z ESA. Będzie to pierwszy mikrosatelita polski o wadze 40–60 kg, który także powstanie w ramach konsorcjum organizowanego przez CreoTech Instruments. „W tym wypadku działamy z CBK (Centrum Badań Kosmicznych PAN) oraz polską spółką Hertz z Zielonej Góry, która zajmuje się przede wszystkim systemami komunikacji i lokalizacji. Ponadto potrzebowaliśmy kogoś, kto zajmuje się badaniem struktur materiałowych, do czego wybrana została spółka ze Śląska. W ramach konsorcjum współpracujemy także ze spółką teleinformatyczną Atos Polska i Instytutem Łączności oraz Uniwersytetem Morskim w Gdyni. Te dwa ostatnie podmioty opracowują ładunek użyteczny satelity (payload). W tym wypadku będzie to ładunek zapewniający łączność AIS pomiędzy statkami na morzu i brzegiem. Sygnał trafia następnie do odbiorców narodowych albo do European Maritime Safety Agency (EMSA) odpowiedzialnej za ruch statków i nadzór nad nimi” – mówi Grzegorz Brona.

System AIS pozwala uzyskiwać informacje o jednostkach na morzu, co ma ogromne znaczenie dla efektywności transportu, utrzymania jednostek, ratownictwa. Monitorowaniem i bezpieczeństwem ruchu morskiego są oczywiście zainteresowane firmy ubezpieczeniowe, armatorzy i państwa. Co więcej, zbudowany system w przyszłości będzie można zastosować do monitorowania ruchu lotniczego. To zarazem furtka do kolejnych projektów.

„Projekt polskiego satelity stanowi wkład do działań międzynarodowej organizacji i pozwala uzyskać dostęp do platformy wymiany informacji z szeregu podobnych satelitów. Wszystkie kraje morskie są zainteresowane dostępem do takich informacji. Amerykanie dysponują już co prawda własną konstelacją satelitów do monitorowania ruchu morskiego, jednak informacjami z nich nie chcą się w pełni dzielić. Dla nas jest najważniejsze, aby zrealizować projekt od fazy A do D (wszystkie fazy życia satelity zgodnie z nomenklaturą ESA), co pozwoli nam nauczyć się integracji i obsługi satelitów” – mówi Grzegorz Brona.

Polski produkt kosmiczny

Budowa satelity SAT-AIS-PL ruszyła w marcu 2016 r., zgodnie z normami ESA. Jak każdy projekt, powiększa on zasoby wiedzy i doświadczenia CreoTech, jednocześnie stanowi kamień milowy w dalekosiężnym, strategicznym rozwoju firmy. To pierwszy krok do realizacji wielkiego marzenia – stabilnego modelu biznesowego CreoTech – pozycji dostawcy platformy do produkcji satelitów.

Według planów prezesa CreoTech, platforma w pierwszej kolejności będzie służyła rynkowi polskiemu, a potem stanie się towarem eksportowym. „Naszym celem jest budowa satelitów, integracja satelitów w dłuższej perspektywie, integracja konstelacji satelitarnych opartych na ustandaryzowanej platformie własnej produkcji” – mówi Grzegorz Brona.

Platforma stanie się nośnikiem przyszłych misji satelitarnych polskich i zagranicznych. Jest w tej chwili kilkadziesiąt firm, które chcą mieć własne konstelacje w tej niewielkiej liczbie satelitów. Większość z nich nie chce ani nie potrafi budować platform nośnych – satelitów. Planuje swoje usługi na podstawie własnego payload – instrumenty wynoszone w przestrzeń kosmiczną przez satelity. „Chcemy opracować platformę, która będzie wykorzystywana na całym świecie. W tej chwili nie ma takich platform. Mamy pewne pomysły dotyczące platformy, które sprawią, że będzie to system bardzo zaawansowany technologicznie, ale także odpowiednio uszyty biznesowo – tańszy, łatwiej dostępny, łatwiejszy w obsłudze. Dlatego wierzymy, że nasza platforma będzie wybierana. Nie chcemy konkurować z dziesiątkami firm, które zamierzają umieścić w Kosmosie własne konstelacje. Chcemy dać im narzędzie, dzięki któremu zrobią to taniej, szybciej i bardziej niezawodnie” – mówi Grzegorz Brona.

„Projekt SAT-AIS-PL jest niesłychanie interesujący sam w sobie, ale dla nas najcenniejsze jest, aby zdobyć przy nim unikalne know-how do stworzenia naszego własnego produktu – platformy budowy satelitów” – mówi Grzegorz Brona.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, satelita SAT-AIS-PL trafi na orbitę około 2020 r. Dwa lata później powstaną pierwsze konstelacje oparte na platformie, którą opracowuje CreoTech.

30 maja 2017 r. Zarejestruj się

5-6 June 2017 Zarejestruj się Scrum Days will not be just another agile conference you’ve seen before. Our mission is to create an environment where people can meet, build social networks, do business and have fun. We were tired of hours of talking, missed subjects, not enough room to meet and strict schedule. So we present to you a whole new conference experience.

13 czerwca 2017 r. Zarejestruj się Konferencja Computerworld Forum Architektów IT od siedmiu lat stwarza doskonałą okazję do spotkania osób odpowiedzialnych za wdrożenie, rozwój i realizację architektonicznego podejścia do rozwoju IT w organizacjach. To jedyne tego typu wydarzenie w Polsce, które na stałe wpisało się w kalendarze architektów IT i architektów korporacyjnych.

20 czerwca 2017 r. Zarejestruj się Premiera 25. Raportu Computerworld TOP200 to spotkanie CIO z top menedżerami branży IT oraz dyskusja o najważnieszych trendach i wyzwaniach IT na najbliższe lata.

21 września 2017 r. Do dziś tytułem Lidera Informatyki poszczycić się może blisko 100 firm. W konkursie wyłaniamy firmy i instytucje, które wykorzystują innowacyjne rozwiązania IT, aby zwiększyć efektywność swoich działań. Już 21 września poznamy laureatów Konkursu Lider Informatyki 2017.