Pierwszy polski satelita naukowy pomoże w zrozumieniu wewnętrznej budowy największych gwiazd naszej galaktyki

Na realizację projektu Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczyło 14,2 mln zł. Mimo, że to tylko 1/600 kosztu teleskopu kosmicznego Hubble'a, to od 1989 roku nie było w Polsce większego grantu w dziedzinie astronomii i badań kosmicznych.

Misją projektu jest zbudowanie dwóch satelitów i umieszczenie ich na orbicie do marca 2013 roku, w celu uzyskania danych astrosejsmologicznych jasnych gwiazd.

Zbudowane w CBK PAN satelity będą częścią grupy sześciu podobnych obiektów tworzących formację lotną, umieszczoną na orbicie o wysokości 800 km. Ich zadaniem będzie prowadzenie w trybie ciągłym, przez kilka lat precyzyjnych pomiarów fotometrycznych aż 286 najjaśniejszych gwiazd na niebie.

Duża dziedzina nauk astronomicznych zajmuje się badaniem pulsacji gwiazd. Szczególną wagę naukowców zwraca mechanizm konwekcji, czyli transportu energii, który odbywa się w najgorętszych obiektach. "Mimo, że jest to ważny w przyrodzie mechanizm i znany fizykom od ponad 100 lat, to jednak do tej pory nie mamy jego precyzyjnego matematycznego opisu. Nasze badania mogą to zmienić" - twierdzi prof. Aleksander Schwarzenberg-Czerny.

Problem polega na tym, że tych pulsacji nie da się zmierzyć z Ziemi. Główną przeszkodę stanowi atmosfera naszej planety, która ciągle faluje i tym samym wywołuje zakłócenia. Obserwacje prowadzone z orbity uwierzytelniają te pomiary nawet o kilka rzędów wielkości.

Zaletą polskich satelitów będzie stosunkowo niewielka wielkość i waga. Będzie to ważący zaledwie 7 kg sześcian o boku 20 cm.

Istotnym dla osiągnięcia prawidłowych wyników pomiarów jest zachowanie bardzo wysokiej precyzji (w trzech osiach) przy stabilizacji satelity na orbicie. Rozwiązania zastosowane w BRITE, pomimo prostej konstrukcji nanosatelity, taką precyzję zapewniają. Zainstalowana na satelitach szerokokątna kamera wykona zdjęcia dostatecznie wielu gwiazd bez zakłóconego i nieprzewidzianego wpływu atmosfery.

Jednym z inicjatorów przedsięwzięcia (wcześniej większego i droższego satelity MOST) jest prof. Sławomir Ruciński z Warszawy, od ponad 30 lat związany z Uniwersytetem w Toronto. Jednym z pierwszych kroków w realizacji BRITE-PL było zawarcie między CBK i CAMK umowy o współpracy naukowej. Jednak kamieniem milowym okazał się przyznany na początku 2010 roku przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego grant inwestycyjny. Zbiegł się on w czasie z zaproszeniem polskiego zespołu do Brite Consortium (Austria i Kanada), które tworzyły Uniwersytet w Wiedniu, Politechnika w Grazu, Uniwersytet w Toronto oraz Uniwersytet w Montrealu. Polscy naukowcy otrzymali ofertę współpracy naukowej, a inżynierowie zbudowania dwóch satelitów.

BRITE to przykład osiągania rezultatów badawczych niskim kosztem, co jest szczególnie istotne ze względów społecznych i ekonomicznych.

Dr inż. Piotr Orleański zapowiada, że "pierwszy polski satelita zostanie zbudowany w 2011 roku, a cały projekt zostanie zakończony w 2013 umieszczeniem drugiego satelity na orbicie". Wcześniej w przestrzeni kosmicznej znajdą się dwa austriackie i dwa kanadyjskie satelity.

Od momentu powołania CBK PAN w roku 1977, grupy badawcze i inżynierskie instytutu stworzyły instrumenty i uczestniczyły w eksperymentach w ponad 50 misjach kosmicznych. Nawet w chwili obecnej polskie instrumenty naukowe pracują w przestrzeni kosmicznej uczestnicząc w kilku misjach międzynarodowych.

W Polsce do tej pory prowadzone były prace nad skonstruowaniem studenckich satelitów. Na tym polu szczególnie aktywne są AGH, WAT czy Politechnika Warszawska. Kompletne satelity naukowe, podobnie jak Austriacy budujemy pierwszy raz. Stąd za wzór posłuży nam kanadyjski nanosatelita CAN-X 3, zbudowany na University of Toronto, Institute for Aerospace Studies, Space Flight Laboratory (UTIAS-SFL).

Opracowanie projektu satelitów to zasługa Kanadyjczyków, jednak bez dodatkowego polskiego wkładu nie byłoby możliwe dokładne określenie wewnętrznej budowy gwiazd, zwłaszcza w obszarach konwencji ciepła. Polska wiedza teoretyczna oparta o własne programy komputerowe do symulacji pulsacji gwiazd, powszechnie uważana jest za "state of the art".

Na tym polski udział się nie kończy - zespół techniczny projektu BRITE-PL planuje aktywnie uczestniczyć w całym procesie budowy obu satelitów. W przypadku pierwszego z nich większość podsystemów satelity dostarcza do CBK strona kanadyjska, udziałem polskich inżynierów będą modyfikacje teleskopu, wykonanie struktury satelity, integracja oraz testy satelity. W przypadku drugiego satelity udział komponentów kanadyjskich zostanie poważnie ograniczony, większość podsystemów będzie opracowana w CBK i wyprodukowana w Polsce. Integracja i testy drugiego satelity to domena CBK. W ramach programu BRITE-PL powstanie także stacja kontroli lotu i odbioru danych.

Powodzenie projektu będzie miało także znaczenie dla przyszłego udziału polskich naukowców i firm w bardziej skomplikowanych eksperymentach, realizowanych między innymi przez Europejską Agencję Kosmiczną, do której Polska ma ambicję w najbliższej przyszłości przystąpić. Prof. Schwarzenberg-Czerny wyjaśnia, że "czeka nas nieformalny egzamin dojrzałości, gdyż jeśli ktoś nie zbudował żadnego kompletnego satelity, to nie powierzy mu się w ESA żadnej ważnej funkcji".

Naukowcy i inżynierowie z projektu podkreślają, że to co robią ma znaczenie nie tylko dla nauki, ale także dla ludzi. Korzyścią BRITE będzie to, że zacznie się mówić w Polsce o projektach kosmicznych, o możliwościach dla młodych badaczy i nauki. JPO

PAP - Nauka w Polsce

kap/