Krakowscy licealiści budują satelitę z żaglem deorbitacyjnym

Narastający problem kosmicznych śmieci, zagrażających bezpieczeństwu satelitów i przyszłych misji orbitalnych, stał się punktem wyjścia dla projektu CaviSat, realizowanego przez krakowskich licealistów w ramach międzynarodowego konkursu CanSat. Ich satelita, wyposażony w żagiel deorbitacyjny, ma sprawdzić, w jaki sposób niewielkie obiekty można skutecznie usuwać z orbity po zakończeniu misji.

Projekt znalazł się w gronie 28 najlepszych w Polsce spośród około 120 zgłoszeń. W kwietniu zapadnie decyzja, które sześć zespołów zakwalifikuje się do finałowego etapu i lotu w misji konkursowej.

Zespół krakowskich licealistów biorących udział w międzynarodowym konkursie CanSat | źródło: Space Agency

Wokół Ziemi krążą dziś miliony fragmentów zużytych satelitów, stopni rakiet i odłamków powstałych w wyniku kolizji. Poruszając się z prędkościami rzędu kilku kilometrów na sekundę, stanowią one realne zagrożenie dla aktywnych systemów satelitarnych, a także dla rozwoju przyszłych misji kosmicznych. Szczególnie niebezpiecznym scenariuszem jest tzw. syndrom Kesslera, w którym kolejne zderzenia prowadzą do lawinowego wzrostu liczby śmieci i stopniowej utraty użyteczności orbit okołoziemskich.

Kontrolowana deorbitacja

Jednym z najbardziej obiecujących sposobów ograniczania tego problemu są systemy deorbitacyjne, które umożliwiają szybkie i kontrolowane sprowadzenie obiektu w atmosferę po zakończeniu jego pracy. Przed wyborem konkretnej metody deorbitacji zespół zdecydował się stworzyć pasywny system, odrzucając aktywne podejście. Taki system ma służyć temu, że niezależnie czy satelita działa czy nie i tak będzie ona wyhamowywana dzięki prawom fizyki. Na tym właśnie koncentruje się CaviSat – minisatelita wielkości puszki napoju, zaprojektowany jako demonstrator technologii tzw. żagla deorbitacyjnego. Zadaniem żagla jest zwiększenie powierzchni oddziaływania obiektu z rozrzedzonymi warstwami atmosfery, a tym samym wzrost oporu aerodynamicznego, który prowadzi do stopniowego obniżania orbity i bezpiecznego wejścia w atmosferę. Dzięki temu satelita nie pozostaje na orbicie jako kolejny trwały odpad, lecz po zakończeniu misji ulega kontrolowanej deorbitacji i spaleniu w atmosferze.

Projekt satelity z żaglem deorbitacyjnym | źródło: Space Agency

Podczas misji CaviSat, zespół młodych inżynierek i inżynierów chce zebrać dane pozwalające ocenić działanie takiego rozwiązania oraz zachowanie całego systemu w warunkach zbliżonych do rzeczywistego lotu kosmicznego. W tym celu konstrukcja została wyposażona w zestaw czujników: barometr, czujnik ciśnienia i akcelerometr, a także elementy mechaniczne sterowane serwomechanizmami.

Projekt nie tylko konkursowy

– Od początku zależało nam na tym, żeby nasz projekt nie był tylko projektem konkursowym, ale realnie odnosił się do jednego z największych problemów współczesnych misji orbitalnych. Kosmiczne śmieci to temat, o którym mówi się coraz więcej, a my chcieliśmy sprawdzić, czy nawet bardzo małe satelity mogą być projektowane w sposób odpowiedzialny i dbający o bezpieczeństwo innych obiektów kosmicznych – mówi liderka zespołu CaviSat, Maria Mikulik z VIII Liceum Ogólnokształcącego w Krakowie.

Konkurs CanSat polega na przejściu pełnego procesu inżynierskiego: od sformułowania celu misji, przez projekt i budowę urządzenia, aż po testy, analizę danych i przygotowanie raportu końcowego. Projekty oceniane są m.in. pod kątem wartości badawczej, osiągnięć technicznych, jakości dokumentacji, pracy zespołowej oraz działań popularyzacyjnych. W obecnej edycji konkurencja była wyjątkowo silna, a wiele zespołów odpadło już na etapie oceny koncepcji i spójności założeń projektowych.

Projekty satelity z żaglem deorbitacyjnym | źródło: Space Agency

CaviSat budowany jest przez pięcioosobowy zespół uczennic i uczniów z VIII Liceum Ogólnokształcącego, V Liceum Ogólnokształcącego oraz Technikum Energetyczno-Elektronicznego nr 9 w Krakowie. Wyróżnia go nie tylko silny komponent techniczny, ale również wyraźny nacisk na edukację i popularyzację nauki. Zespół zwraca uwagę na możliwość wykorzystywania do budowy satelity części pochodzących z recyclingu oraz na problem elektroodpadów, pokazując, że nawet projekty kosmiczne mogą być realizowane w duchu zrównoważonego rozwoju.

Zespół krakowskich licealistów biorących udział w międzynarodowym konkursie CanSat | źródło: Space Agency

Dla zespołu CaviSat najbliższe tygodnie będą kluczowe. Do ogłoszenia listy projektów zakwalifikowanych do lotu licealiści dopracowują prototyp i przygotowują się do dalszej oceny. Niezależnie od ostatecznego wyniku, udział w konkursie traktują jako ważny krok w stronę dalszej edukacji technicznej i przyszłej pracy w sektorze kosmicznym.