Technologie kosmiczne - Polskie Biuro do spraw Przestrzeni

Komentarze

Transkrypt

Technologie kosmiczne - Polskie Biuro do spraw Przestrzeni
Foresight „Przyszłość technik satelitarnych w Polsce” to realizowany przez Polskie Biuro ds.
Przestrzeni Kosmicznej projekt, którego celem jest ocena perspektyw i korzyści z wykorzystania
technik satelitarnych i rozwoju technologii kosmicznych w Polsce.
W ramach projektu wypracowana zostanie wizja rozwoju sektora technik satelitarnych
i technologii kosmicznych w Polsce. Rekomendacje zebrane w trakcie jego trwania określą
priorytetowe obszary rozwoju, których wsparcie ze środków publicznych może przynieść
największe korzyści gospodarcze i społeczne.
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Autorzy:
Jakub Ryzenko
Anna Badurska
Anna Kobierzycka
Opracowanie graficzne:
Juliusz Łabęcki
Za szczególne zaangażowanie i wkład w opracowanie raportu autorzy dziękują:
Prof. Andrzejowi Ciołkoszowi, prof. Zbigniewowi Kłosowi, dr inż. Krzysztofowi Kurkowi, prof.
Józefowi Modelskiemu, prof. Stanisławowi Oszczakowi, dr Mirosławowi Ratajowi, prof. Januszowi
B. Zielińskiemu
Podziękowania za czynny udział w I fazie Projektu Foresight autorzy składają:
Krzysztofowi Banaszkowi, Leszkowi Bujakowi, Bartoszowi Buszke, prof. Andrzejowi Dąbrowskiemu,
Borysowi Dąbrowskiemu, prof. Katarzynie Dąbrowskiej – Zielińskiej, dr Izabeli Dyras, prof.
Markowi Granicznemu, dr hab. Markowi Grzegorzewskiemu, dr Karolowi Jakubowiczowi, dr
hab. Andrzejowi Kijowskiemu, Andrzejowi Kotarskiemu, prof. Adamowi Krężelowi, Arkadiuszowi
Kurkowi, Bartoszowi Malinowskiemu, prof. Stanisławowi Mularzowi, dr Markowi Ostrowskiemu,
dr Jerzemu Sobstelowi, prof. Cezaremu Spechtowi, Romanowi Wawrzaszkowi, prof. Piotrowi
Wolańskiemu, prof. Ryszardowi Zielińskiemu
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
3
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Spis treści:
1. Platformy satelitarne
1.1. Informacje ogólne
1.1.1. Specyficzne warunki w przestrzeni kosmicznej
1.1.2. Struktura satelity
1.1.3. Zasilanie satelity
1.2. Trendy technologiczne
1.2.1. Duże satelity
1.2.2. Małe satelity
1.3. Nowe technologie
1.3.1. Struktury programowalne
1.3.2. Systemy MEMS
1.3.3. Giętkie cienkowarstwowe systemy zasilania
1.4. Serwisowanie na orbicie
2. Konstelacje satelitarne w nawigacji, telekomunikacji i obserwacji Ziemi
2.1. Konstelacje nawigacyjne
2.2. Konstelacje telekomunikacyjne
2.3. Konstelacje obserwacyjne
2.4. Konstelacje w badaniach kosmicznych
3. Transport kosmiczny
3.1. Małe rakiety nośne
3.2. Turystyka kosmiczna
4. Badania naukowe i eksploracja kosmosu
4.1. Eksploracja bezzałogowa
4.2. Eksploracja załogowa
4.3. Stacje kosmiczne
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
4
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Człowiek od tysiącleci zwracał się w kierunku
gwiazd, poszukując odpowiedzi na pytania o
strukturę i historię wszechświata. Dynamiczny
rozwój technologii rakietowych po drugiej
wojnie światowej sprawił, że marzenia o
podboju i eksploracji kosmosu stały się
realne.
Motywacja działalności kosmicznej państw
zmieniała się na przestrzeni dekad. Można
wskazać co najmniej 4 grupy przyczyn
takiej aktywności, które w różnych okresach
odgrywały mniejszą lub większą rolę. Oprócz
odwiecznej ciekawości badawczej i chęci
poznania w początkowej historii eksploracji
dominowały czynniki polityczne i prestiżowe
– rywalizacja Stanów Zjednoczonych i
Związku Radzieckiego w okresie zimnej wojny.
Obecnie na plan pierwszy wysunęły się inne
względy: praktyczne korzyści uzyskiwane
dzięki wykorzystaniu technik satelitarnych
oraz
chęć
wspierania
innowacyjności
technologicznej.
Wiele
z
powszechnie
stosowanych dziś rozwiązań, np. komputery,
roboty, nowoczesne urządzenia elektroniczne
i telekomunikacyjne, powstało lub rozwinęło
się na potrzeby programów badań kosmosu.
Rozwój technologii kosmicznych jest dziś w
dużym stopniu konsekwencją zapotrzebowania
nowoczesnych społeczeństw na usługi
satelitarne w zakresie telekomunikacji,
nawigacji i użytkowych obserwacji Ziemi, a
także badań naukowych Ziemi i przestrzeni
kosmicznej. Równocześnie długofalowe plany
nakreślone przez NASA, Europejską Agencję
Kosmiczną (ESA) i agencje narodowe państw
zaangażowanych w programy kosmiczne
duży nacisk kładą na szeroko rozumianą
automatyczną
i
załogową
eksplorację
kosmosu.
ich funkcjonowania, a następnie trendy
rozwoju transportu kosmicznego oraz plany
badań naukowych i eksploracji przestrzeni
kosmicznej.
Poza zakresem raportu znalazły się kierunki
rozwoju działalności kosmicznej, które bywają
przedmiotem dyskusji, ale ich realizacja jest
dzisiaj uznawana za mało prawdopodobną.
Warto je zasygnalizować, gdyż w bardzo
długiej perspektywie mogą one istotnie
zmienić sektor kosmiczny na świecie:
�
Masowa produkcja materiałów i leków
w stanie nieważkości (barierą są wysokie
koszty transportu na i z orbity, a ponadto
dynamiczny rozwój biotechnologii i inżynierii
materiałowej na Ziemi)
�
Wytwarzanie energii w przestrzeni
kosmicznej i przesyłanie jej na Ziemię
�
Przekazywanie energii od producenta
do konsumenta na Ziemi za pośrednictwem
satelitów
�
Wydobywanie surowców na Księżycu i
ich transport na Ziemię
�
Konstrukcja
„windy
kosmicznej”
wielokrotnie obniżającej koszty wynoszenia
obiektów w przestrzeń kosmiczną
Poniższy tekst, stanowiący kompilację analiz
przygotowanych przez ekspertów, ma za
zadanie ukazanie głównych trendów rozwoju
systemów kosmicznych z położeniem nacisku
na obecne i przyszłe wyzwania technologiczne.
Kolejno omówione są tendencje ewolucji
w konstrukcji samych satelitów, sposoby
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
5
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Kategorie satelitów ze względu na ich wagę
Satelita
Waga [kg]
satelita duży
> 1000
satelita średni
500 – 1000
mini-satelita
100 – 500
mikro-satelita
10 – 100
nano-satelita
1 –10
piko-satelita
0,1 – 1
femto-satelita
< 0,1
1.
Platformy satelitarne
1.1
Informacje ogólne
Ostatnie lata pokazują, że rozwój satelitów
przebiega obecnie w dwóch kierunkach:
•
duże skomplikowane satelity o dużej
dostępnej mocy zasilania, wykorzystywane
w systemach telekomunikacyjnych (na
orbicie geostacjonarnej GEO) i systemach
obserwacji zawierających wiele różnych
sensorów do obserwacji w pasmach wizyjnych
i podczerwieni lub w pasmach mikrofalowych
jako radar z syntezowaną aperturą SAR
•
małe satelity (mini-satelity i mikrosatelity – Tab. 1) na orbitach niskich LEO,
wykorzystywane w różnych misjach
Małe satelity mimo znacznie mniejszych
wymiarów i masy swą budową nie różnią się
znacząco od dużych satelitów, zawierając
praktycznie takie same systemy, realizujące
takie same funkcje. Budowa klasycznych
dużych satelitów jest przedsięwzięciem
długotrwałym (trwającym co najmniej kilka lat)
i kosztownym, na który mogą sobie pozwolić
tylko duże organizacje komercyjne. Natomiast
w wypadku małych satelitów czas ich budowy
jest znacznie krótszy (typowo 1–2 lata) a
koszty budowy satelity i jego wyniesienia na
orbitę LEO znacznie mniejsze, co czyni bardzo
atrakcyjnym wykorzystanie takich satelitów
w różnych zastosowaniach, takich jak:
obserwacje Ziemi, testy i weryfikacja nowych
technologii w środowisku kosmicznym,
edukacja i szkolenie, zastosowania militarne,
eksploracja kosmosu czy specjalne systemy
łączności np. łączność amatorska.
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
6
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
1.1.1 Specyficzne warunki w przestrzeni
kosmicznej
Systemy satelity narażone są na wpływ
warunków środowiskowych panujących w
przestrzeni kosmicznej, mających wpływ na
ich prawidłowe działanie:
•
wibracje i przeciążenia w czasie
wynoszenia na orbitę – wszystkie układy
muszą działać prawidłowo po przejściu przez
takie narażenia
•
próżnia – powodująca problemy z
odprowadzaniem ciepła, odgazowywanie
niektórych materiałów oraz zwiększenie tarcia
między elementami ruchomymi
•
promieniowanie cząstek naładowanych
elektrycznie (protony, elektrony, ciężkie jony)
o dużych energiach oraz promieniowanie
elektromagnetyczne – mogące powodować
błędy w układach elektronicznych (zwłaszcza
półprzewodnikowych)
jak
również
ich
uszkodzenia. Kluczowym parametrem dla
półprzewodników jest całkowita dawka
przyjętego promieniowania wpływająca na
możliwość uszkodzenia danego elementu.
Poziom promieniowania zależy od wysokości
orbity satelity nad powierzchnią Ziemi, im
wyższa orbita tym większe promieniowanie.
•
szeroki zakres zmian temperatur – w
zależności od tego czy satelita jest oświetlany
przez Słońce czy też znajduje się w cieniu
Ziemi temperatura jego powierzchni może się
zmieniać w zakresie od –100oC do +150 oC
•
brak możliwości napraw
Zapewnienie dużej niezawodności i odporności
na warunki panujące w przestrzeni kosmicznej
wymaga zastosowania właściwych rozwiązań
układowych oraz użycia odpowiednich
sprawdzonych komponentów, np. układy
istotne dla prawidłowego działania systemu
satelitarnego są zdublowane.
Proces projektowania i budowy urządzeń
satelitarnych jest relatywnie długi. Wymaga
on budowy i testów szeregu modeli, ich
podzespołów i elementów. Powoduje to,
że z jednej strony technologie kosmiczne
wymuszają nowe rozwiązania i nowe
technologie, a z drugiej konieczny czas
potrzebny
na
testy
środowiskowe
i
niezawodnościowe sprawia, że stosowane
elementy, materiały i rozwiązania w momencie
startu misji nie są najnowsze z punktu
widzenia rozwoju technologicznego.
Bardzo istotną dziedziną silnie rozwijaną
na potrzeby technologii satelitarnych jest
inżynieria materiałowa, tworząca lekkie i
wytrzymałe materiały oraz pokrycia i powłoki
materiałów poprawiające ich własności
wytrzymałościowe, cierne, czy izolacyjne.
Osobny kierunek stanowią nowatorskie
i
wyrafinowane
rozwiązania
węzłów
konstrukcyjnych na potrzeby konkretnych
misji i instrumentów. Ten kierunek najlepiej
absorbuje nowe technologie i techniki, jak
np. nanotechnologie i sam generuje nowe
rozwiązania.
1.1.2 Struktura satelity
Wszystkie układy satelity można podzielić na
dwie części:
•
ładunek
użyteczny
(payload)
–
zawierający
odpowiedni
sprzęt
(instrumenty pomiarowe, kamery, przekaźnik
komunikacyjny, w zależności od misji),
który pozwala realizować właściwe zadania
systemu satelitarnego w danej misji np.
obrazowanie Ziemi, retransmisję sygnałów
telekomunikacyjnych
•
platformę satelitarną (space platform,
bus) – zapewniającą właściwe warunki do
prawidłowego działania ładunku użytecznego.
W jej ramach można wyróżnić następujące
podsystemy:
o
struktura
mechaniczna
–
zapewniająca
mocowania
wszystkich
układów, ochronę przed promieniowaniem
i odprowadzanie ciepła, połączenie z
rakietą wynoszącą satelitę na orbitę
o
system komunikacyjny (Comm communications) – realizujący łączność
ze stacjami naziemnymi oraz ewentualnie
innymi satelitami na orbicie, obejmujący
3 kanały łączności ((kanał telekomend
– odbiór rozkazów sterujących działaniem
wszystkich
układów
satelity,
kanał
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
7
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
telemetrii – transmisja danych o stanie
wszystkich układów satelity, kanał danych
– transmisja danych pozyskiwanych przez
ładunek użyteczny)
o
system sterujący (OBDH – on board
data handling) – sterujący i kontrolujący
stan wszystkich układów satelity
o
system
kontroli
położenia
i
orientacji (ACS – attitude control system)
– zapewniający właściwą orientację i
stabilizację położenia satelity na orbicie
o
system zasilania (EPS – electric
power system) – dostarczający energię
elektryczną do zasilania wszystkich
układów satelity
o
system
kontroli
termicznej
(Thermal) – zapewniający utrzymanie
właściwej temperatury wewnątrz satelity
o
system
silników
korekcyjnych
(Propulsion) – wykorzystywanych do
utrzymania właściwej orbity i pozycji
satelity
potrójnymi złączami pn.
Gdy satelita znajduje się w cieniu Ziemi, aby
zapewnić zasilanie układom satelity należy
zastosować baterie chemiczne. Baterie
ładowane są w czasie, gdy satelita oświetlany
jest przez promienie słoneczne. Odpowiednie
układy
regulacji
zapewniają
regulację
ładowania i rozładowania baterii, aby zapewnić
ich właściwą pracę. Głownie używa się trzech
typów baterii: niklowo kadmowych, niklowo
wodorowych i litowo jonowych. Napięcie
elektryczne z paneli słonecznych lub baterii
chemicznych doprowadzone jest do układów
wytwarzania i stabilizacji napięć zasilania i
układów jego dystrybucji do poszczególnych
układów satelity. System zasilania musi być
autonomiczny i niezawodny, więc poszczególne
moduły systemu są zdublowane.
ARD - Atmospheric Re-entry Demonstrator
1.1.3 Zasilanie satelity
Głównym źródłem zasilania na satelicie są
ogniwa słoneczne. W przypadku małych
satelitów panele z ogniwami umieszczane
są na ściankach satelity. Ze względu na
ograniczoną powierzchnię, na której można
umieścić ogniwa istotnym czynnikiem w
takim przypadku jest użycie ogniw o dużej
efektywności konwersji energii świetlnej na
elektryczną (zwłaszcza w przypadku nanosatelitów). Również w przypadku dużych
satelitów zastosowanie wysokosprawnych
ogniw słonecznych pozwala na zwiększenie
uzyskiwanej mocy zasilania. Dla dużych
satelitów standardem jest stosowanie paneli
słonecznych rozkładanych po umieszczeniu
satelity na orbicie. Stosowane ogniwa
słoneczne są to złącza pn wykonane w
krystalicznym krzemie lub arsenku galu.
Efektywność konwersji energii takich ogniw
wynosi odpowiednio około 10% i 20% dla
pojedynczego złącza i zmniejsza się pod
wpływem promieniowania kosmicznego. W
celu zwiększenia efektywności i zmniejszenia
wymaganej powierzchni paneli słonecznych
wykorzystuje się ogniwa z podwójnymi i
Źródło: ESA
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
8
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
1.2
Trendy technologiczne
Rozważając trendy technologiczne w budowie
satelitów w ciągu kilku kilkunastu najbliższych
lat należy oddzielnie rozpatrywać satelity
duże i małe.
1.2.1 Duże satelity
W przypadku satelitów dużych, zwłaszcza do
zastosowań telekomunikacyjnych przewiduje
się ciągły wzrost dostępnej mocy zasilania
nawet powyżej 30 kW (obecnie ponad 15
kW). Prace badawcze prowadzone są w
odniesieniu do wszystkich systemów satelity,
ale wydaje się, że największe zmiany mogą
nastąpić w systemach zasilania i silników
korekcyjnych
(silniki
jonowe
zamiast
rakietowych) oraz w budowie i komplikacji
przekaźnika satelitarnego dla satelitów
telekomunikacyjnych.
W systemie zasilania dąży się do maksymalizacji
mocy elektrycznej pozyskiwanej z paneli
słonecznych o danej powierzchni, stosując:
•
panele słoneczne z ogniwami z
materiałów o coraz większej efektywności
konwersji energii świetlnej w elektryczną
(obecnie sprawność konwersji najlepszych
ogniw słonecznych dochodzi do 40 % i
przewiduje się, że w ciągu kilku najbliższych
lat może wzrosnąć ponad 45 %)
•
koncentratory światła powodujące
skupianie światła padającego na panele
słoneczne, są to albo soczewki nakładane na
powierzchnię paneli lub układy zwierciadeł
(np. w układzie Cassegraina)
Dzięki zastosowaniu koncentratorów światła
można zwiększyć ilość energii elektrycznej
pozyskiwanej z paneli słonecznych nawet
kilkukrotnie, co pozwala znacząco zwiększyć
dostępna moc zasilania na satelicie lub
zmniejszyć powierzchnię paneli dla ustalonej
mocy zasilania. Użycie koncentratorów jest
efektywne jednak tylko dla ustawienia paneli
słonecznych w kierunku słońca. Maksymalny
kąt odchylenia nie może przekraczać
kilkunastu stopni, przez co zastosowanie
takich układów jest możliwe w satelitach
z rozkładanymi panelami słonecznymi
śledzącymi kierunek słońca (jak to jest w
satelitach telekomunikacyjnych na orbicie
GEO ze stabilizacją trójosiową). Natomiast w
przypadku satelitów z panelami słonecznymi
umieszczonymi na ściankach bocznych satelity
(np. małe satelity) użycie koncentratorów nie
może być zastosowane.
W dalszej perspektywie interesującym
rozwiązaniem może być wykorzystanie
paneli słonecznych zbudowanych z giętkich
materiałów cienkowarstwowych. Ze względu
na mniejszą masę i większą uzyskiwaną
gęstość energii z jednostki masy (mimo
obecnie mniejszej efektywności konwersji
energii) można by zwiększyć dostępną moc
zasilania na satelicie, przez zwiększenie
powierzchni paneli słonecznych.
Innym interesującym rozwiązaniem jest
eliminacja baterii chemicznych w systemie
zasilania i wykorzystanie wirujących kół
do magazynowania energii. Zmieniając
prędkość wirowania układu dwóch kół
wirujących z takimi samymi prędkościami w
przeciwnych kierunkach zmienia się energię
kinetyczną układu.
Wykorzystując silnik
elektryczny i prądnicę energię kinetyczną
można zamieniać na energię elektryczną. Ten
sam układ wirujących kół może być również
wykorzystany w systemie kontroli orientacji
satelity. Odpowiednio zmieniając prędkości
wirowania kół możemy zmieniać moment
siły układu, bez zmiany energii kinetycznej,
i wykorzystać układ do uzyskania obrotu
satelity wokół osi wirowania kół.
W przypadku satelitów telekomunikacyjnych
istotne zmiany w ciągu najbliższych kilkunastu
lat nastąpią również w ładunku użytecznym
tj. przekaźniku satelitarnym. Związane jest to
z tendencją zapewnienia szerokopasmowych
usług multimedialnych dla użytkowników
ruchomych, co prowadzi do ciągłej komplikacji
układowej przekaźnika:
•
przekaźnik
regenerujący
z
przetwarzaniem
sygnałów
w
paśmie
podstawowym
•
zwiększenie liczby transponderów
•
zwiększenie
mocy
nadawanych
sygnałów przez pojedynczy transponder
•
zastosowanie
aktywnych
wieloelementowych szyków antenowych
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
9
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
oświetlających pojedynczy duży reflektor,
tworząc wiele wiązek antenowych na
oświetlanym obszarze
•
wykorzystanie
bardziej
złożonych
modulacji amplitudowo-fazowych np. 16APSK
i 32APSK w systemie DVB-S2, co większe
wymagania odnośnie liniowości nadawczych
wzmacniaczy mocy na satelicie
1.2.2 Małe satelity
W przypadku małych satelitów dąży się do
minimalizacji masy, rozmiarów i kosztów
systemów satelity przy zachowaniu ich
właściwości funkcjonalnych, pozwalających
na prawidłową realizację zadań stawianych
przed systemem satelitarnym. Prowadzi się
badania, dotyczące możliwości zastosowania
nowych technologii pozwalających na redukcję
kosztów, koncentrując się na następujących
aspektach:
•
miniaturyzacja i integracja systemów
satelity, prowadząca do zmniejszenia masy,
wymiarów i poboru mocy, a w konsekwencji
i kosztów. Można tu wyróżnić następujące
kierunki działań:
o
wykorzystanie
struktur
programowalnych FPGA w różnych
zastosowaniach
od
cyfrowego
przetwarzania sygnałów po implementację
procesorów programowych
o
nowe typy układów i elementów
mikrofalowych do układów nadawczo
odbiorczych np. małe lekkie filtry
pasmowo-przepustowe, wysokosprawne
wzmacniacze mocy, anteny łatkowe
o
zastosowanie technologii MEMS
w różnych systemach: od układów
elektronicznych po mikrosilniki rakietowe
o
nowe
technologie
materiałów
fotowoltaicznych np. cienkowarstwowe
panele słoneczne
•
możliwości wykorzystania w systemach
satelity elementów i układów powszechnego
użytku i metod zwiększania niezawodności
systemów zbudowanych na takich elementach,
co doprowadzi do znaczących redukcji kosztów
budowy satelity. Zastosowanie komponentów
dostępnych
komercyjnie
preferowane
jest zarówno w dziedzinie sprzętu jak i
oprogramowania. Zwłaszcza w przypadku
misji krótkookresowych i edukacyjnych
użycie elementów powszechnie dostępnych
jest rozwiązaniem optymalnym. Odpowiednie
rozwiązania układowe umożliwiają również
użycie takich elementów w misjach
komercyjnych, przy zachowaniu wymaganej
niezawodności.
Stosowanie
paneli
z
przeznaczeniem do zastosowań kosmicznych
jest rozwiązaniem drogim, więc często
wykorzystuje się ogniwa przeznaczone dla
systemów naziemnych, dokonując pewnych
modyfikacji zwiększających ich niezawodność
i odporność na promieniowanie. Ogniwa
pokrywa się odpowiednimi warstwami
ochronnymi, odpornymi na promieniowani
UV i posiadającymi dobre właściwości
mechaniczne, i łączy w niezależne panele.
W wielu misjach, w celu minimalizacji
kosztów, wykorzystuje się baterie stosowane
w systemach naziemnych, przeprowadzając
wcześniej odpowiednie testy ich prawidłowej
pracy w warunkach przestrzeni kosmicznej.
•
możliwości zdalnego testowania i
wirtualnej integracji systemów satelity,
pozwalającej
na
wykrywanie
błędów
współpracy między różnymi systemami na
wczesnym etapie projektu przed ich fizyczną
integracją, co znacząco wpłynie na zmniejszenie
kosztów ich usuwania i przyspieszy uzyskanie
poprawnych rozwiązań. Użycie internetu
do realizacji wirtualnej łączności między
różnymi systemami satelity jest bardzo
atrakcyjnym rozwiązaniem w sytuacji, gdy
satelita budowany jest przez różne zespoły
np. we współpracy międzynarodowej. Po
implementacji odpowiednich interfejsów
między poszczególnymi systemami poprzez
sieć internetową można przeprowadzić
wirtualną integrację i testowanie systemów
satelity i dopiero po pozytywnych wynikach
takiej operacji przystąpić do ich fizycznej
integracji.
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
10
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
1.3
Nowe technologie
1.3.1 Struktury programowalne
Struktury programowalne FPGA są coraz
powszechniej wykorzystywane w systemach
satelitarnych, pozwalając na integrację różnych
modułów w jednym układzie. Przykładem
może być realizacja przetwarzania sygnału
w torze nadawczo odbiorczym w paśmie
podstawowym i na pośredniej częstotliwości w
sposób cyfrowy. Takie rozwiązanie umożliwia
integrację znaczącej części toru sygnałowego
w pojedynczym układzie, dodatkowo pozwala
na realizację różnych zmian np. zmiany
rodzaju modulacji w sposób programowy,
bez ingerencji sprzętowych, nawet już po
umieszczeniu satelity na orbicie.
Innym przykładem wykorzystania układów
FPGA jest implementacja w takiej strukturze
komputera pokładowego satelity: procesora,
pamięci z korekcją błędów, interfejsów
z układami zewnętrznymi, dodatkowych
układów.
1.3.2 Systemy MEMS
Technologia MEMS pozwala na budowę
skomplikowanych systemów w strukturach
półprzewodnikowych
charakteryzujących
się bardzo niewielkimi wymiarami, masą i
poborem mocy zasilania. Takie właściwości
są szczególnie atrakcyjne w przypadku nanosatelitów i piko-satelitow, gdy waga, wymiary
i moc zasilania są parametrami krytycznymi.
Układy MEMS mogą być wykorzystane do
realizacji różnych systemów od układów
elektronicznych (przełączniki, filtry, czujniki)
przez czujniki mechaniczne (mikro-żyroskopy,
czujniki przyspieszenia) po miniaturowe silniki
rakietowe.
Przykładem
wykorzystania
systemów
MEMS w technikach kosmicznych są układy
mikro-kół, które mogą być wykorzystane
zarówno do zmian orientacji satelity jak i
do magazynowania energii elektrycznej w
zastępstwie baterii chemicznych. Zmieniając
jednocześnie prędkość wirowania obu kół
można dostarczać i odbierać energię z
układu, bez zmian wypadkowego momentu
bezwładności takiego układu.
1.3.3 Giętkie
zasilania
cienkowarstwowe
systemy
W przypadku satelitów system zasilania
jest jednym z największych i najcięższych
(struktura
mechaniczna
usztywniająca
panele słoneczne, baterie chemiczne).
Interesującym rozwiązaniem prowadzącym
do zmniejszenia wagi systemu zasilania
może
być
wykorzystanie
giętkich
cienkowarstwowych ogniw słonecznych (thin
film photovoltaic). Ogniwa takie wykonane
najczęściej z amorficznego krzemu lub
związków indu selenu i miedzi są znacznie
lżejsze niż ogniwa tradycyjne i pozwalają na
realizację paneli rozkładanych na orbicie z
prostymi układami rozwijającymi. W czasie
wynoszenia na orbitę panel słoneczny może
być zwinięty w rulon i na orbicie odpowiednio
rozwinięty i naciągnięty na sztywną ramę.
Ogniwa
cienkowarstwowe
są
bardziej
odporne na promieniowanie kosmiczne,
ale ich efektywność konwersji energii jest
mniejsza niż dla ogniw tradycyjnych. Jednak
ze względu na lekkość takich materiałów
uzyskiwana gęstość energii z jednostki masy
jest znacznie większa.
Kolejnym krokiem w dalszej przyszłości może
być wykorzystanie cienkowarstwowych baterii
chemicznych (thin film solid state battery).
Baterie te wytwarzane są z materiałów na
bazie litu i charakteryzują się niską masą,
dużą uzyskiwaną gęstością energii z jednostki
masy, długim cyklem życia i w przeciwieństwie
do baterii tradycyjnych szerokim zakresem
temperatur pracy. W oparciu o giętkie
struktury cienkowarstwowe w przyszłości
możliwe będzie zbudowanie całego systemu
zasilania w takiej technologii. Taki system,
określany jako FIPP (flexible integrated power
pack) składałby się z kolejnych elastycznych
cienkich warstw paneli słonecznych, baterii,
układów elektronicznych i struktury nośnej.
Cechowałby się niewielką masą i dzięki
elastyczności i giętkości można byłoby pokryć
nim powierzchnie zewnętrzne satelity o
dowolnym kształcie.
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
11
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
1.4
Serwisowanie na orbicie
W przestrzeni okołoziemskiej śledzonych i
skatalogowanych jest około 9,5 tys obiektów
o rozmiarach większych niż 30 cm. Wiele
z nich to satelity w pełni sprawne, które
jednak zakończyły działanie ze względu
na brak możliwości korygowania swojej
pozycji. Przykładem mogą być satelity
telekomunikacyjne umieszczone na orbicie
geostacjonarnej, których koszt wynosi średnio
250 mln USD przy czasie eksploatacji 10-15
lat (limitowanym zasobami paliwa). Nic więc
dziwnego, że dąży się obniżenia relatywnych
kosztów misji (cena misji w odniesieniu do
czasu użyteczności satelity), a jednym z
rozwiązań jest serwisowanie satelitów na
orbicie, obejmujące głównie dostawy paliwa
oraz wymianę elementów zużywających
się i/lub zepsutych. Aktualnie realizowane
programy zaczynają uwzględniać te potrzeby
już na etapie projektowania satelity. Wszystko
wskazuje na to, że zagadnienie konstrukcji
satelitów przystosowanych do obsługi
przez autonomiczne systemy transportowoserwisujące1, stanie się zagadnieniem
priorytetowym w perspektywie najbliższych 5
– 10 lat. W szczególności, dokładnej analizie
podlegać będą problemy związane z:
modułowością satelitów,
rozwojem i standaryzacją interfejsów
wewnętrznych modułów satelity pod kątem
ich przystosowania do łatwego przyłączenia i
odłączenia,
rozwojem i standaryzacją interfejsów
zewnętrznych
modułów
satelity
dla
umożliwienia ich montażu i demontażu przez
autonomiczne jednostki serwisujące
rozwojem urządzeń dokujących dla
systemów transportowo – serwisujących
autonomią systemów sterowania lotem
(dolot do celu i dokowanie),
autonomią
procedur
wymiany
podzespołów i tankowania,
przystosowaniem
urządzeń
do
możliwości aktualizacji oprogramowania.
1 Przewiduje się, że będzie dominować tendencja do automatyzacji serwisowania satelitów na orbicie, jednakże
przeprowadzano już naprawy „załogowe”, jak np. serwisowanie teleskopu Hubble.
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
12
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
2. Konstelacje satelitarne w
nawigacji, telekomunikacji i
obserwacji Ziemi
Konstelacje satelitarne to wszelkie systemy
wielosatelitarne, w których każda platforma
działa indywidualnie i znajduje się przez
większość czasu w dużej odległości, będącej
znaczącym ułamkiem wielkości orbity, od
platform sąsiednich (np. IRIDIUM, GPS,
GLONASS, Disaster Monitoring Constellation
i in.). Celem konstelacji jest zwykle pokrycie
swoim zasięgiem jak największego obszaru
w taki sposób, aby operator konstelacji mógł
Konstelacja satelitów GNSS
konstelacje
satelitów
nawigacyjnych:
GALILEO (Unia Europejska) i ulepszonego
systemu GLONASS (Federacja Rosyjska).
Oba systemy powinny być w pełni operacyjne
około 2012 roku.
Nie należy jednak oczekiwać rewolucyjnych
zmian w filozofii działania segmentu
kosmicznego systemów nawigacji satelitarnej.
Ze względu na ogólny postęp w elektronice i
technologii, spodziewać się należy podnoszenia
jakości działania, pozycjonowania, wydłużania
czasu działania oraz liczebności platform,
co stymulować będzie wzrost dokładności
wyznaczania pozycji urządzeń korzystających
z systemu.
Nowością
będą
natomiast
systemy
dedykowane pozycjonowaniu i precyzyjnej
nawigacji użytkowników w przestrzeni
kosmicznej. Już teraz odbiorniki GPS
stanowią standardowe wyposażenie platform
satelitarnych a w najbliższych latach (dzięki
wzrostowi precyzji wyznaczeń) znacznie
wspomogą realizacje systemów opartych
na satelitach współdziałających nawet w
ciasnych formacjach.
2.2
Źródło: ESA
dotrzeć ze swoimi usługami do większości
zakątków Ziemi.
2.1
Konstelacje nawigacyjne
Największymi projektami nadchodzących lat
w tej dziedzinie są nowo powstające (lub
osiągające operacyjny stopień rozwoju)
Konstelacje telekomunikacyjne
Od czasu fiaska ekonomicznego programu
Iridium idea tworzenia konstelacji satelitów
telekomunikacyjnych na niskich orbitach
straciła w oczach potencjalnych inwestorów.
Istnieją jednak sieci o podobnym charakterze
(np. GLOBALSTAR, posiadający 48 satelitów
na orbitach niskich, oraz satelity na orbicie
geostacjonarnej), które prosperują dobrze,
a ich operatorzy planują inwestycje w
infrastrukturę nowej generacji. Ze względu
na czasochłonny proces rozbudowy segmentu
kosmicznego realizacji takich systemów należy
się spodziewać w odleglejszej perspektywie
(10-20lat).
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
13
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
2.3
Konstelacje obserwacyjne
Tendencje w rozwoju konstelacji satelitów
teledetekcyjnych, zasługują na szczególną
uwagę z punktu widzenia rozwoju infrastruktury
orbitalnej, dając poważny wkład do rozwoju
autonomii i nawigacji systemów opartych
o współdziałające satelity (z formacjami
satelitarnymi włącznie).
Konstelacje, takie jak „CALIPSO/CLOUDSAT”,
„Landsat
7”,
„Envisat”,
powstały
w
wyniku dosyłania do bazowych satelitów
teledetekcyjnych wyniesionych wcześniej,
kolejnych satelitów wyposażonych w co raz
to inne przyrządy. Ze względu na ciągłe
perturbacje jakim podlega satelita, niezbędne
jest zastosowanie odpowiedniego systemu
nawigacji i kontroli położenia, by kontrolować
i aktualizować ustawienie satelitów w szyku.
Konieczność realizacji tych zadań nadaje
konstelacjom teledetekcyjnym cechy formacji,
zmuszając jednocześnie inżynierów do prac
nad systemami kontroli pozwalającymi
optymalnie wykorzystywać zasoby paliwa,
jakimi satelita dysponuje.
Jeżeli chodzi o same urządzenia pomiarowe,
to w latach 2012-2020, należy się
spodziewać przede wszystkim wzrostu
rozdzielczości systemów obrazujących (10cm
dla zakresów optycznych i do 0.5m dla
systemów radarowych). Obecnie silny nacisk
położono na misje bazujące na metodach
interferometrycznych. Misja mikrofalowa
w postaci tandemu satelitów Terra-Sar-X
(2006/2009) dla tworzenia cyfrowej mapy
terenu o wysokiej rozdzielczości jest dobrym
tego przykładem. W paśmie optycznym
planowana
jest
realizacja
pomiarów
interferencyjnych w oparciu o formacje
satelitów, celem uzyskania większej bazy
pomiarowej dla pomiarów astrofizycznych.
Dla celów obserwacji ziemi rozwijane są i
będą instrumenty hiperspektralne, które
oprócz wysokiej rozdzielczości spektralnej ,
będą dysponowały wysoką rozdzielczością
przestrzenną i ten kierunek jest ważny w
perspektywie 2020 roku.
Misje łącznie z instrumentami pomiarowymi
są już zdefiniowane do 2012 roku. Poziom
technologiczny instrumentów pomiarowych
będzie odpowiadał aktualnie istniejącym
rozwiązaniom w postaci modeli laboratoryjnych
lub inżynierskich, bądź ich ulepszeniom
dokonanym w toku prac nad misją. Perspektywa
do roku 2020 w przypadku obserwacji Ziemi
to rozwój systemów hiperspektralnych,
jednak szybkość tego rozwoju silnie zależy od
nakładów finansowych. Można przypuszczać,
że po okresie silnego rozwoju programów
GMES i GEOSS, nastąpi chęć uzyskania
korzyści finansowych z pracujących systemów
i spowolnienie wdrożenia nowych technologii
do przyszłych misji i oparciu się na już
istniejących i sprawdzonych rozwiązaniach,
które będą z całą pewnością tańsze. Wydaje
się , że głównym motorem dalszego rozwoju
technologii będą misje załogowe na Księżyc
i Marsa, ale te misje, kładąc nacisk na inne
aspekty rozwoju technologii satelitarnych nie
przyczynią się w znaczący sposób w rozwój
instrumentów teledetekcyjnych.
Schemat rozmieszczenia
CALIPSO/CLOUDSAT
satelitów
w
konstelacji
Źródło: http://www-calipso.larc.nasa.gov/about/atrain.
php
2.4 Konstelacje
kosmicznych
w
badaniach
Poza
„klasyczną”
obserwacją
Ziemi
prowadzone są także badania in-situ
stanu środowiska okołoziemskiego, bardzo
istotne z punktu widzenia działania tak
ziemskich, jak i satelitarnych systemów
telekomunikacyjnych. Dodatkowo, interakcje
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
14
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
naturalne
„Słońce
<–>
magnetosfera
Ziemska <–> plazmasfera Ziemska <–>
efekty środowiskowe na powierzchni Ziemi”
nie są jak dotąd całkowicie zrozumiałe.
Wyniki misji DEMETER (2004) sugerują np.
możliwość przewidywania silnych trzęsień
ziemi poprzez analizę fal rozchodzących się
w plazmie okołoziemskiej. Na najbliższe lata
oraz w perspektywie 2012-2020, planowanych
jest szereg wielosatelitarnych misji mających
na celu badanie fizyki plazmy kosmicznej
oraz magnetosfery Ziemi. Przydatność tego
typu badań, potwierdzone zostały sukcesem
formacji Cluster (4 satelity), która w
najbliższym czasie zakończy pracę.
Wśród projektów odległych, na szczególną
uwagę zasługują dwie misje:
•
Magnetospheric Multiscale Mission –
MMS (planowana na lata 2013-2015)
•
Cross-Scale Mission (planowana na
lata 2015-2025)
Są to pomyślane z rozmachem misje
wielosatelitarne,
które
w
założeniu
naukowców pomogą zrozumieć zjawiska
zachodzące w plazmie i magnetosferze Ziemi.
Udać się to może, dzięki jednoczesnym
pomiarom wykonywanym w wielu punktach
wyznaczających obszary o różnych skalach
przestrzennych.
W latach najbliższych planuje się ponadto
szereg misji technologiczno – naukowych,
jak np. misja Magnetospheric Constellation
(MC), w których konstelacje niewielkich
satelitów przeprowadzać będą wielopunktowe
pomiary magnetosfery Ziemskiej, testując
jednocześnie nowe technologie.
Można
oczekiwać,
że
tendencja
do
wykorzystywania konstelacji i formacji mikroi nano- satelitów w pomiarach plazmowych i
magnetosferycznych zostanie w najbliższych
latach utrzymana, dając wkład do rozwoju
technologii dla wielosatelitarnych misji
przełomowych typu Cross-Scale.
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
15
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
3.
Transport kosmiczny
Omawiając rozwój technologii kosmicznych
nie sposób pominąć bardzo istotnego aspektu,
jakim jest rozwój systemów wynoszenia i
transportu kosmicznego – każdy satelita,
aby mógł pełnić swoje funkcje, musi zostać
umieszczony na właściwej orbicie.
Start rakiety Ariane 5
Źródło: ESA
Obecnie komercyjny rynek usług wynoszenia
na orbitę jest silnie skoncentrowany; występuje
3 dominujących dostawców (Arianespace,
ILS, Sea Launch) i kilku pozostałych
(Starsem, ISC Kosmotrans, OSC, Eurockot),
odbiorcami zaś są duzi klienci instytucjonalni,
najczęściej instytucje publiczne. Warto
podkreślić, że podmioty rządowe z reguły
starają się nabywać usługi wynoszenia od
krajowego lub regionalnego dostawcy, jeżeli
taki istnieje; np. rząd amerykański nigdy
nie zakupił usługi wyniesienia od dostawcy
z poza Stanów Zjednoczonych. Rynek
usług wynoszenia charakteryzuje się także
wysoką konkurencją. Pojawienie się nowych
dostawców utrudniają wysokie bariery wejścia
– wysokie koszty infrastruktury, wytwarzania,
ubezpieczeń,
wysokie
koszty
pracy,
niedobór wykwalifikowanej siły roboczej,
jak również znaczna pomoc publiczna dla
dotychczasowych dostawców. Ta ostatnia,
obok częstego przyznawania wyłączności
dostawcom
krajowym/regionalnym
(lub
wręcz indywidualnym dostawcom krajowym,
w przypadku programu EELV) na wynoszenie
ładunków
finansowanych
przy
użyciu
środków rządowych, objawia się w możliwości
korzystania przez takich dostawców z
utrzymywanej ze środków publicznych
infrastruktury w portach kosmicznych (np.
korzystanie przez dostawców amerykańskich z
rządowych miejsc startowych po minimalnych
kosztach, a z drugiej strony współfinansowanie
infrastruktury startowej wykorzystywanej
przez Arianespace w Gujanie w około 50%
przez ESA). Pomoc publiczna przejawia się
także w publicznym wsparciu dla budowy i
rozwijania nowych rakiet nośnych – zarówno
w Ameryce – poprzez program EELV, COTS i
Falcon , jak i w Europie, za pośrednictwem
ESA.
W roku 2005 wyniesiono na orbitę 55
satelitów, z czego tylko 18 (33%) to satelity
komercyjne, reszta zaś reszta to ładunki
rządowe2; jest to sytuacja typowa dla ostatnich
lat, w szczytowych latach 1997-2001 ładunki
komercyjne stanowiły 41% całości.
Udział w rynku komercyjnym w największej
części został wykonany przez operatorów
rosyjskich – 8 wyniesień (44% rynku), w
dalszej kolejności uplasowało się Arianespace
z 5 wyniesieniami (28% rynku) oraz
międzynarodowe konsorcjum Sea Launch z 4
wyniesieniami (22% rynku), zaś operatorzy
amerykańscy wykonali jedno wyniesienie
satelity komercyjnego (pojedynczy start
rakiety Atlas V).
Przychody związane z 18 komercyjnymi
wyniesieniami są oceniane na równowartość
1.2 mld USD, co stanowi 20% wzrost w
odniesieniu do całkowitych przychodów w
kwocie około 1 mld USD w roku 2004.
Największym popytem cieszą się tradycyjnie
usługi wynoszenia na orbity geostacjonarne;
Po znacznym spadku na rynku i dwóch kolejnych
latach najniższej liczby startów od około 45
lat, spodziewana jest przejściowa odbudowa
2 FAA Commercial Space Transportation: 2005 Year In Review, dostępne pod adresem internetowym
http://www.faa.gov/library/reports/commercial_space/year_in_review/media/2005_year_in_review.pdf
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
16
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Liczba wyniesień w roku 2005 z podziałem na kraje
Źródło: FAA, rok 2006
Dochody z usług wyniesienia na orbitę z podziałem na
kraje
Źródło: FAA, rok 2006
popytu z uwagi na konieczność wymiany
niektórych flot komercyjnych satelitów w
latach 2007-2008. Doszło wyrównania popytu
i podaży, w porównaniu z wcześniejszym
przerostem podaży. W przemyśle panuje
umiarkowany optymizm, obserwuje się
przyrost zamówień na odleglejsze terminy.
Kluczem do przetrwania było wsparcie rządów,
także poprzez zagwarantowanie rządowych
zamówień oraz tworzenie sojuszy (np. ILS).
3.1.Małe rakiety nośne
Omówiona w poprzedniej części tendencja
do budowy małych satelitów może mieć
wpływ na rozwój transportu kosmicznego.
Problemem związanym w wykorzystywaniem
cięższych rakiet nośnych na potrzeby
wynoszenia lekkich (np. np. poniżej 200 kg)
satelitów jest dość wysoka cena związana
z
wynoszeniem,
potrzeba
wyniesienia
satelity stanowiącego ładunek dodatkowy
na specyficzną orbitę odmienną od orbity
satelity (satelitów) stanowiącego ładunek
główny, jak również częsty brak miejsca na
pokładzie, co skutkuje nieraz kilkuletnimi
przesunięciami w wyniesieniu na orbitę lub też
wręcz całkowitym zarzucaniem wyniesienia 3.
Specyfika mikro- i nano-satelitów (jak
również, specyfika niektórych podmiotów
mogących zlecać usługi wynoszenia tychże
satelitów – np. uniwersytetów), wymusza
stosowanie dostosowanych do tejże środków
transportu, których dostępność jest w chwili
obecnej znacznie ograniczona. Z uwagi na
brak adekwatnych środków wynoszenia, popyt
na wynoszenie lekkich ładunków jak dotąd
zmaterializował się w niewielkim stopniu.
Jakkolwiek ocena wielkości takiego - w dużej
mierze potencjalnego - rynku jest dosyć
utrudniona, istniejące analizy wskazują na
znaczną elastyczność cenową popytu na usługi
wynoszenia małych ładunków: ilość ładunków
finansowanych przez np. uniwersytety może
wzrosnąć w wyniku względnie skromnego
spadku cen wynoszenia, zaś obniżka cen
wynoszenia małych ładunków rzędu 75%
3 Matt Bille i Robyn Cane, „Practical microsat launch systems: economics and technology”, Sierpień 2003, s. 3,
dostępne pod adresem internetowym http://www.mitre.org/work/tech_papers/tech_papers_03/kane_mls/kane_mls.
pdf
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
17
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
może skutkować ponad 200% wzrostem ilości
wyniesień w roku 20214. Można dostrzec
zainteresowanie
potencjalnych
nowych
dostawców w zagospodarowaniu tego jak
dotąd uśpionego popytu na lekki transport
kosmiczny – interesującym tego przykładem
może być rosyjsko-kazachski projekt systemu
„Iszim”
służącego
wynoszenia
lekkich
ładunków, z wykorzystaniem myśliwców
Mig-31 jako platform startowych dla rakiet
nośnych.
Wahadłowiec Discovery na lądowisku
3.2. Turystyka kosmiczna
Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w
2002r. po raz pierwszy przebywał “kosmiczny
turysta”. Amerykański milioner Dennis Tito
zapłacił 20 milionów dolarów za osiem dni
pobytu w kosmosie - i za przejście do historii.
Od tamtej pory w kosmos poleciało jeszcze 4
turystów, w tym jedna kobieta.
Bieżące ceny (21 mln USD) oraz fakt, że
oferowanie usług jest w całości uzależnione
od dostępności miejsc na pokładzie jedynego
środka transportu orbitalnego (Soyuz)5.
czynią wątpliwym jakikolwiek znaczący
przyrost popytu w najbliższych latach. Badania
opublikowane przez firmę Futron w roku 2002
wskazują duże zwyżki popytu w przypadku
obniżenia cen do kolejno 5 mln i 1 mln USD –
w tym ostatnim przypadku mowa o przyroście
4-krotnym. Rzeczywisty „start” tego rynku
jest możliwy dopiero w przypadku znacznego
skoku technologicznego w sektorze transportu
orbitalnego
umożliwiającego
drastyczne
obniżenie kosztów (poprzez np. pojawienie
się na rynku komercyjnym pojazdów typu
RLV („Re-usable Launch Vehicle”), tudzież
pojawieniu się na rynku nowych typów
tanich rakiet nieodzyskiwalnych), przez co
wyłonienie wiarygodnych prognoz rozwoju
tego rynku jest wysoce utrudnione.
Źródło: ESA
Nieco inaczej przedstawia się sytuacja na rynku
turystyki suborbitalnej. W najbliższym czasie,
najpewniej począwszy od roku 2008, możemy
przewidywać rozpoczęcie wykonywania usług
przez firmy Virgin Galactic oraz Rocketplane
Kistler.
Najbardziej prawdopodobny zwycięzca w
wyścigu o rynek turystyki suborbitalnej - Virgin
Galactic przyjął co najmniej 60.000 zgłoszeń,
w całości lub w części cenę biletu (200.000
USD) uiściło co najmniej 200 osób, suma
Prognoza popytu na loty suborbitalne
Źródło: Futron, rok 2006
4 Futron Corporation, NASA ASCENT Study Final Report, 31 styczeń 2003 r., s. 53 i 57., dostępne pod adresem
internetowym http://www.futron.com/pdf/resource_center/reports/ASCENTFinalReport_V1.pdf
5 Począwszy od wiosny 2007 co najmniej do jesieni 2008 nie będą miały miejsca jakiekolwiek loty turystyczne.
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
18
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Prognoza przychodów sektora turystyki suborbitalnej
Źródło: Futron, rok 2006
płatności za sprzedane bilety przekroczyła
16,4 mln USD. Cena biletu z czasem ma ulec
obniżeniu do ok. 80 tys. USD.
Spośród pierwszych 100 osób, dla których
zarezerwowano miejsca na pokładzie SS2,
55% to Amerykanie; wśród 60,000 zgłoszeń,
30% pochodzi z USA, 15% z Wielkiej Brytanii
oraz 10% z Australii.
Warto podkreślić, że rozwój technologii na
potrzeby lotów suborbitalnych może mieć
znaczący wpływ na postęp technologiczny w
konstrukcji rakiet i środków wynoszenia na
orbitę, jak również prowadzenie operacji na
orbicie (np. serwisowanie satelitów).
4. Badania
naukowe
eksploracja kosmosu
i
W potocznym rozumieniu pojęcie „technologie
kosmiczne” kojarzy się z badaniami naukowymi
i eksploracją przestrzeni kosmicznej – i
rozumienie takie jest jak najbardziej słuszne,
mimo że wiele z rozwiązań, które powstało lub
rozwinęło się na potrzeby programów badań
kosmosu, jest dziś powszechnie stosowanych
w codziennym życiu, np. komputery, roboty,
nowoczesne urządzenia elektroniczne i
telekomunikacyjne.
Badania naukowe przestrzeni kosmicznej
stanowią znaczącą pozycję w budżetach
cywilnych agencji kosmicznych wielu państw:
w 2005 r. budżet „naukowy” NASA wyniósł
Próbnik Huygens oddziela się od sondy Cassini
Źródło: ESA
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
19
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
4 mld dolarów, a programy Europejskiej
Agencji Kosmicznej (ESA) w 2006 roku, inne
niż użytkowe i rozwoju systemów wynoszenia
(m.in. technologiczny, załogowy i stricte
naukowy) – ok. 1 mld euro.
4.1
Eksploracja bezzałogowa
Pierwszym krokiem człowieka w kosmos było
umieszczenie przez Związek Radziecki na
orbicie okołoziemskiej pierwszego sztucznego
satelity – Sputnika 1; od tamtej pory
nieprzerwanie trwa bezzałogowa eksploracja
Układu Słonecznego. Rozwijana na potrzeby
badań przestrzeni kosmicznej robotyka
(zwłaszcza powierzchniowa) oraz systemy
sztucznej inteligencji znajdują zastosowanie
w wielu dziedzinach nowoczesnej „ziemskiej”
gospodarki.
Lądowniki i łaziki
Ponieważ misje kosmiczne są czasochłonne
i bardzo kosztowne, od samego początku
starano się maksymalizować zdobytą przy ich
Robot mobilny – ExoMars Rover
pomocy wiedzę. W tym celu w miarę możliwości
wyposażano sondy w lądowniki, a następnie
lądowniki w pojazdy, zdolne do eksploracji
okolicy miejsca lądowania. Księżyc, czy
nawet Mars, znajdują się stosunkowo blisko
Ziemi, co pozwala nadzorować pracę takich
pojazdów zdalnie. Jednak zbadana strefa jest
niewielka w porównaniu z rozmiarami globu
planetarnego. Równocześnie organizowane
są misje do odległych planet, w których
opóźnienia transmisji sięgają kilku godzin,
co praktycznie uniemożliwia bieżący nadzór
z Ziemi. Koszty takich misji liczone są
czasem w miliardach dolarów, więc również
oczekiwania co do efektów naukowych są
duże – konieczne jest więc badanie możliwie
rozległych obszarów przy jednoczesnym
wzroście autonomii misji. Prowadzi to do
prób budowy coraz inteligentniejszych i
bardziej złożonych robotów mobilnych i
innych pojazdów planetarnych oraz możliwie
efektywnego
wykorzystania
wysyłanych
narzędzi badawczych.
Tam, gdzie to możliwe nowe misje kosmiczne,
zwłaszcza na Księżyc i Marsa, będą wyposażane
w pojazdy powierzchniowe do eksploracji
terenu, balony, sterowce i samoloty do
penetracji z powietrza (zakładając, że badany
glob posiada atmosferę) oraz penetratory
gruntowe do badań podpowierzchniowych.
Poniżej znajduje się lista przyszłych
misji wyposażonych w lądowniki, wraz z
spodziewanymi datami wystrzelenia:
–
Rosetta (w drodze)
–
Phoenix (2007)
–
Fobos-Grunt (2009)
–
MSL (2009)
–
LUNAR-A (2010)
–
Łuna-Głob (2012)
–
Chang’e 2 (2012)
–
ExoMars (2013)
–
Wieniera-D (2016)
–
Chang’e 3 (2017)
Do tej listy dołączą także lądowniki misji
NASA, które obecnie oczekują na akceptację,
takie jak Mars Scout (2012), MSR i kolejne.
Źródło: ESA
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
20
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Zespoły robotów
Podstawową zmianą w podejściu do eksploracji
bezzałogowej, jaką już można zaobserwować,
jest wykorzystanie zorganizowanych grup
narzędzi badawczych (satelitów, łazików,
penetratorów itd.) współpracujących ze
sobą w trakcie wspólnej misji. Organizacja
w zespoły badawcze pozwala efektywnie
dobierać obiekty badań oraz zwiększa szanse
powodzenia misji. Lepsza integracja takich
zespołów, ich autonomia oraz sztuczna
inteligencja
(samodzielne
planowanie
i modyfikowanie harmonogramu celów
do realizacji) są obecnie przedmiotem
intensywnych prac.
Rezygnacja z wysyłania pojedynczych
lądowników czy robotów mobilnych na rzecz
rozwoju systemów współpracujących ze
sobą instrumentów (satelitów, lądowników,
robotów mobilnych, penetratorów, balonów
itp.) pozwoli na większy zakres dopuszczalnego
ryzyka przypadającego na pojedynczy
Źródło: NASA JPL
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
21
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
element misji przy równoczesnym zachowaniu
wysokich
standardów
niezawodności
misji. Jednakże zaletą takiego podejścia
jest nie tylko prosta redundancja, ale też
przyspieszenie realizacji założonych celów,
większa mobilność, możliwość uproszczenia
konstrukcji
poszczególnych
elementów
zespołu oraz realizacji zadań niemożliwych
do zrealizowania przy pomocy pojedynczego
pojazdu.
W 1996 roku w NASA JPL stworzono koncepcję
misji kosmicznej, w której udział biorą całe
roje niedużych robotów badawczych. Wizja
zakłada produkcję kilku klas pojazdów,
wzorowanych na owadach. Pojazdy te
dysponowałyby
podobną
ruchliwością,
zręcznością jak nieduże owady. Zintegrowane
z pojazdami miniaturowe sensory i kamery
umożliwiłyby realizację programu badawczego.
Poszczególne grupy robotów posiadałyby
różne zdolności przemieszczania się – jedne
jeździłyby lub pełzały po powierzchni, inne
wkopywały się w grunt, jeszcze inne, dzięki
małe masie mogłyby latać. Taki rój sztucznych
owadów byłby wszechstronnym narzędziem
badawczym, pozwalającym na kompleksowe
gromadzenie informacji o powierzchni i
atmosferze badanej planety.
Omawiane roboty podzielone byłyby na
kategorie w zależności od ich zdolności
mobilnych – wyróżniano by więc typ jeżdżący,
pełzający, skaczący, latający, kopiący itd.
Każdy z tych typów dopasowany byłby do
specyficznych zadań określonych przez sposób
przemieszczania się oraz zestaw sensorów
znajdujących się na wyposażeniu robota. Te
owadzie pojazdy byłyby zdalnie sterowane
lub też w pełni autonomiczne.
Produkowane masowo, tanie i łatwo
zastępowalne roboty byłyby przystosowane do
pełnienia określonej funkcji, np. radiolatarni
lub
radioprzekaźników,
dzięki
którym
możliwa byłaby nawigacja i komunikacja
między lądownikiem i większymi pojazdami
badawczymi. Również zebrane przez roje
robotów dane pomiarowe umożliwiłyby lepszy
dobór celów badawczych dla większych
robotów.
Przedstawiona wizja jest bardzo futurystyczna,
jednak trwają prace nad oceną jej realności.
Można spodziewać się stopniowej realizacji
niektórych jej założeń, a co za tym idzie
– wykorzystania coraz liczniejszych grup
robotów mobilnych w kolejnych misjach
eksploracji planet.
Przywóz próbek na Ziemię
Szczególnym rodzajem misji kosmicznych są
pojazdy wyposażone w urządzenia do pobrania
próbek i wysłania ich na Ziemię. Do niedawna
jedynymi
próbkami
były
przywiezione
przez astronautów amerykańskich i sondy
radzieckie próbki skał księżycowych. Zmieniło
się to ostatnio dzięki dwóm amerykańskim
misjom – Genesis (przywóz próbek wiatru
slonecznego) i Stardust (przywóz materii
kometarnej). Również Japonia wysłała
misję wyposażoną w urządzenie powrotne
– Hayabusa – której zadaniem było pobranie
próbki gruntu z planetoidy Itokawa, co jednak
się nie powiodło.
Należy oczekiwać kolejnych misji, których
celem będzie przywiezienie próbek gruntu na
Ziemię. Z zapowiedzianych wymienić można
rosyjską sondę Fobos-Grunt (przywóz próbek
z księżyca Marsa – Fobosa, start w 2009 roku),
amerykańską lub amerykańsko-europejską
misję Mars Sample Return (orientacyjna
data startu – 2013 rok) i chińską Chang’e
3 (przywóz próbek z Księżyca, start w roku
2017). W związku z amerykańskimi planami
Sonda podczas pobierania próbek z powierzchni
Źródło ISAS
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
22
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
4.2
Eksploracja załogowa
Pierwszym człowiekiem w kosmosie był
Jurij Gagarin, który 12 kwietnia 1961r. na
pokładzie statku Vostok 1 po raz pierwszy
okrążył Ziemię. Lata 60. to okres „wyścigu na
Księżyc” między USA i ZSRR, zakończonego
zwycięstwem Amerykanów w 1969 r. Po
rezygnacji z programu Apollo obecność
człowieka w kosmosie ograniczała się do
lotów na orbicie okołoziemskiej i – od 1986r.
– stacji kosmicznych (MIR, potem ISS).
Ten stan rzeczy ma ulec zmianie dzięki
realizacji nowego amerykańskiego planu
eksploracji kosmosu, przedstawionego przez
prezydenta Busha w styczniu 2004. Cele
nowej strategii kosmicznej USA to:
�
Ukończenie budowy Międzynarodowej
Stacji Kosmicznej do 2010r. Aby to osiągnąć,
jak najszybciej zostaną wznowione loty
wahadłowców (oczywiście z uwzględnieniem
nowych norm bezpieczeństwa wprowadzonych
po katastrofie Columbii) – co nastąpiło
w lipcu 2005r. Po dostarczeniu na orbitę
wszystkich elementów ISS program Space
Shuttle będzie zakończony. Równocześnie
badania naukowe na pokładzie stacji,
przynajmniej w laboratorium amerykańskim,
mają się koncentrować na problemach
wpływu długotrwałego przebywania w stanie
nieważkości na organizm człowieka, co
będzie wstępem do realizacji kolejnego celu
programu.
najwcześniej w 2018 r. Według zapowiedzi
Scotta Horowitza, wysokiego rangą urzędnika
NASA ds. badań, od 2020 roku na tygodniowe
misje na Księżyc mają latać czteroosobowe
załogi. W miarę, jak budowana na Księżycu
baza będzie coraz lepiej wyposażona, ludzie
będą mogli pozostawać w niej nawet przez
pół roku, a od około 2024 roku stacja
zostanie zasiedlona na stałe. Długotrwała
obecność człowieka na Księżycu w stale
zamieszkanej bazie to punkt wyjścia do dalszej
eksploracji. Amerykańskie plany przewidują
wykorzystywanie surowców znajdujących się
na Księżycu m.in. jako paliwa rakietowego i
do wytwarzania tlenu. Ponadto start ciężkich
pojazdów kosmicznych bezpośrednio z
Ziemi to – z powodu dużej siły grawitacji –
energochłonne i kosztowne przedsięwzięcie;
montowanie ich na Księżycu z gotowych
elementów i zaopatrywanie na miejscu
Start wahadłowca Discovery
�
Budowa i testy nowego załogowego
pojazdu kosmicznego, tzw. Crew Exploration
Vehicle/Orion.
Nowy
pojazd
zastąpi
wahadłowce jako środek transportu na ISS,
lecz jego głównym zadaniem będzie transport
załóg poza orbitę Ziemi. Pierwszy lot załogowy
powinien odbyć się najpóźniej w 2014 r.
�
Powrót na Księżyc do 2020r. Począwszy
od 2008 r., na Księżyc mają być wysyłane
zautomatyzowane misje, których celem będzie
badanie jego powierzchni i przygotowanie do
lotów załogowych, które – przy pomocy Crew
Exploration Vehicle – mogą się rozpocząć
Źródło: ESA
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
23
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
w paliwo może okazać się rozwiązaniem
tańszym. Wreszcie baza księżycowa służyłaby
jako laboratorium do testowania nowych
rozwiązań technologicznych i urządzeń w
środowisku jak najbardziej zbliżonym do
warunków przestrzeni kosmicznej.
�
Dalsze załogowe loty, w domyśle –
misja na Marsa wykorzystująca doświadczenia
zdobyte na Księżycu. Pierwszym krokiem
będzie intensyfikacja misji automatycznych,
sond i lądowników, lecz ostateczny cel to
obecność człowieka na czerwonej planecie.
Realizacja tego programu z jednej strony
wymaga, a z drugiej umożliwia znaczny postęp
technologiczny – nowe generacje napędów,
systemy i urządzenia zdolne do długotrwałej
pracy w kosmosie.
Również ESA wspólnie z Rosją rozważa
rozpoczęcie programu załogowego o nazwie
Advanced Crew Transportation System
(ACTS). Jego zadania byłyby podobne do
stawianych przed amerykańskim Orionem.
Pojazd mógłby wejść do użytku w 2015 lub
2016 roku.
Po udanym locie załogowym przeprowadzonym
przez Chiny (2003 i 2005), także w Indiach
odezwały się głosy nawołujące do rozpoczęcia
programu
załogowego.
Z
informacji
podanych przez ISRO wynika, że miałaby to
być dwuosobowa kapsuła wynoszona przy
pomocy rakiety GSLV. Pierwszy lot załogowy
byłby możliwy w 2014 roku.
4.3
Stacje kosmiczne
W latach osiemdziesiątych Stany Zjednoczone,
Europejska Agencja Kosmiczna i Związek
Radziecki opracowywały plany budowy stale
zamieszkanej stacji kosmicznej. Jedynie
to ostatnie państwo urzeczywistniło te
zamierzenia, umieszczając na orbicie w
maju 1986r. stację Mir (nie uwzględniając
amerykańskiego Skylaba, który powstał „przy
okazji” programu Apollo).
W 1984 pojawiły się pierwsze plany budowy
międzynarodowej stacji kosmicznej wspólnie
przez USA, Japonię, Kanadę i Europejską
Agencję Kosmiczną. W 1993 do tej inicjatywy
dołączyła Rosja.
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna powstała
w wyniku połączenia projektów budowy
rosyjskiej stacji Mir 2, amerykańskiej
Freedom oraz europejskiej Columbus.
Pierwsze moduły stacji zostały wyniesione
na orbitę i połączone w 1998 roku. Pierwsza
stała załoga zamieszkała na niej w roku
2000. Stacja ma docelowo składać się z 16
modułów (obecnie z 6) i liczyć 6 osób stałej
załogi (aktualnie na jej pokładzie może
jednocześnie przebywać 3 kosmonautów).
ISS jest zasilana przez baterie słoneczne, a
transportem ludzi i materiałów zajmują się
amerykańskie wahadłowce programu STS (od
lutego 2003 do 26 lipca 2005 wstrzymane z
powodu katastrofy Columbii) oraz rosyjskie
rakiety Sojuz i Proton.
Budowa Międzynarodowej Stacji Kosmicznej
miała przebiegać w 3 etapach i zakończyć się
najpóźniej do 2010r. Planowany budżet na
okres od roku 1994 do ukończenia budowy
miał zamknąć się w kwocie 17,4 miliarda
dolarów, lecz do momentu wystrzelenia
pierwszego modułu w końcu 1997 roku wzrósł
ponad dwukrotnie, do 40 miliardów dolarów.
Tak znaczący wzrost kosztów projektu oraz
problemy techniczne (np. wstrzymanie lotów
amerykańskich wahadłowców po katastrofie
Columbii) wpłynęły negatywnie na tempo
prac. Do ich ukończenia niezbędne jest
jeszcze kilkadziesiąt lotów kosmicznych
(wahadłowców
i
rakiet
Progress
z
zaopatrzeniem). Szacuje się, że łączny koszt
budowy, utrzymywania i wysyłania kolejnych
ekspedycji na Międzynarodową Stację
Kosmiczną przekroczy 100 miliardów dolarów.
Wobec zużywania tak ogromnych środków
rośnie liczba przeciwników projektu, którzy
widzą w nim stratę czasu i pieniędzy, jakie
mogłyby umożliwić wysłanie wielu tańszych i
efektywniejszych misji bezzałogowych.
ISS jest wykorzystywana do badań nad
fizjologicznymi
efektami
długotrwałego
przebywania ludzi w przestrzeni kosmicznej,
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
24
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
a także do prowadzenia szeregu badań i
eksperymentów naukowych, szczególnie w
warunkach mikrograwitacji, niemożliwych do
osiągnięcia na Ziemi.
W związku ze zbliżającym się wycofaniem
amerykańskich wahadłowców z użytku,
koniecznie stało się przyspieszenie prac nad
Międzynarodową Stacją Kosmiczną, gdyż
do jej ukończenia niezbędne są właśnie
te pojazdy. W celu złagodzenia skutków
kilkuletniej przerwy pomiędzy wycofaniem
wahadłowców i wejściem do użytku nowego
statku, NASA rozpoczęła program Commercial
Orbital Transportation Services (COTS),
którego celem jest doprowadzenie do
przejęcia przez firmy komercyjne transportu
ładunków i ludzi na stację i z powrotem na
Ziemię przy pomocy zbudowanych przez nie
pojazdów kosmicznych.
moduły Nautilus.
Również Chiny przygotowują się do budowy
własnej stacji kosmicznej. Brak oficjalnych
informacji na temat jej parametrów, ale
należy oczekiwać, że do roku 2012 będą to
raczej zespoły dwóch statków załogowych,
cumujących do siebie lub do modułu
orbitalnego pozostawionego przez któryś
ze statków poprzednich. Następnie Chiny
prawdopodobnie wyniosą na orbitę małą
stację będącą odpowiednikiem radzieckiej
stacji Salut.
W przypadku Rosjan należy oczekiwać
skupienia się na Międzynarodowej Stacji
Kosmicznej, gdyż w związku z wycofaniem
amerykańskich wahadłowców z użytku, to
na nich spocznie ciężar zapewnienia obsługi
ISS.
ISS
Źródło: ESA
Firmy prywatne, uznając potencjał komercyjny
turystyki kosmicznej, również przystąpiły do
realizacji projektów związanych z budową
własnych stacji kosmicznych. Przykładem
może być Bigelow Aerospace, który obecnie
testuje na orbicie prototyp w skali 1:3
nadmuchiwanego modułu stacji kosmicznej.
W 2008 roku planowane jest wystrzelenie
docelowego modułu Nautilus. Moduły te
mają być oferowane zainteresowanym na
zasadach komercyjnych. Rok 2010 podawany
jest jako data budowy pierwszej prywatnej
stacji kosmicznej CSS Skywalker, pełniącej
rolę kosmicznego hotelu. Rozważa się nawet
budowę kosmicznych jachtów, w oparciu o
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
25
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Lista technologii, których powinny być rozwijane dla potrzeb operacji na powierzchni Księżyca,
zawarta w dokumencie „NASA’s Exploration Systems Architecture Study” z listopada 2005.
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
26
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
27
Projekt Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Technologie kosmiczne
Raporty I fazy Projektu Foresight
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych:
główne trendy
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych:
łączność satelitarna
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych:
satelitarna obserwacja Ziemi
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych:
nawigacja satelitarna
Kierunki rozwoju systemów satelitarnych:
technologie kosmiczne
Wszystkie raporty są dostępne na
stronie internetowej Polskiego Biura
ds. Przestrzeni Kosmicznej:
www.kosmos.gov.pl
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej
ul. Bartycka 18 A
00-716 Warszawa
tel./faks: + 48 (22) 840 01 98
e-mail: [email protected]
Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej
28

Podobne dokumenty

Łączność satelitarna - Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej

Łączność satelitarna - Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej W ramach projektu wypracowana zostanie wizja rozwoju sektora technik satelitarnych i technologii kosmicznych w Polsce. Rekomendacje zebrane w trakcie jego trwania określą priorytetowe obszary rozwo...

Bardziej szczegółowo

Kierunki rozwoju systemów satelitarnych

Kierunki rozwoju systemów satelitarnych kosmicznego dla wspierania rozwoju gospodarczego i społecznego kraju. Poniższy raport przedstawia światowe trendy rozwoju systemów satelitarnych, a więc ukazuje perspektywę, w której powinny odbywa...

Bardziej szczegółowo

Łukasz Płotkowski - Dlaczego satelity nie spadają ? Krótka historia o

Łukasz Płotkowski - Dlaczego satelity nie spadają ? Krótka historia o Przenieśmy się teraz do prawdziwego satelity na orbicie. Każdy atom pojazdu satelity jest „niby przywiązany niewidoczną linką” do środka Ziemi. W kabinie satelity siedzi kosmonauta. Czy odczuwa on...

Bardziej szczegółowo