Polska Misja Kosmiczna na Phobos

MARS 2023 – podstawowe założenia i uwarunkowania projektu Polskiej misji kosmicznej 02 08 2019

1. Misja jest możliwa tylko z wykorzystaniem miniaturowych statków kosmicznych opartych o standard tzw. nanosatelitów CubeSat, o wielkości 6 U (U=10x10x10 ccm, ok 1.3 kg).
2. Celem jest Phobos, mały satelita Marsa, ok. 50 km średnicy. Jego bardzo mała grawitacja umożliwia bliskie podejście CubeSat i wykonanie bardzo precyzyjnych zdjęć VIS o rozdzielczości ok. 0,3 m. Dodatkowym celem będzie określenie spektrum promieniowania odbijanego przez powierzchnię, sporządzenia mapy rozkładu temperatury oraz określenie wartości ciśnienia i składu niskociśnieniowej (kilka-kilkaset Pa) atmosfery resztkowej Phobosa, a szczególnie zmian jakie powstają pod wpływem zmiennego oświetlenia przez Słońce oraz grawitację Marsa. Nastąpi również obrazowanie Marsa o spodziewanej rozdzielczości kilkudziesięciu/kilkuset metrów.
3. Analiza wykonalności misji wskazuje na możliwość opracowania całkowicie Polskiej konstrukcji CubeSat, m. in. na bazie osiągnięć polskich ośrodków naukowych i przemysłowych. Tezę tą potwierdza sukces polskiej misji nanosatelity obserwacyjnego CubeSat firmy SatRevolution z Wrocławia. Należy tu nadmienić, że wspólnie z CBK PAN oraz Politechniką Wrocławską prowadzone są w SatRevolution prace nad konstelacją obserwacyjnych nanosatelitów wysokorozdzielczych, które wykazują pełną realizacyjność projektu.
4. Nawiązane ostatnio bliskie relacje z Dyrektorem Głębokich Misji Kosmicznych dr Arturem Chmielewskim umożliwiły uzyskanie zapewnienia, że NASA jest zainteresowane współdziałaniem w planowanej misji.
5. Zakłada się wystrzelenie dwóch CubeSat jednocześnie. Obydwa całkowicie Polskie (dopuszcza się oczywiście wykorzystywanie materiałów i podzespołów produkowanych poza Krajem), z systemami zasilania (panele), łączności (anteny, nadajniki, odbiorniki), niezbędnymi układami kontroli lotu oraz miniaturowymi instrumentami naukowymi opracowanymi w Kraju, przez Krajowe ośrodki naukowe i przemysłowe.
6. Zaplanowanie misji oraz fizyczne wprowadzenie CubeSat najpierw na orbitę dookoła Ziemi a następnie lot w kierunku Marsa/Phobosa zostanie dokonane wspólnie z NASA, z tym, że rozważa się również wykorzystanie komercyjnie dostępnych platform wynoszenia z USA lub Indii. Wtedy planowanie i zarządzanie misją nastąpi w Polsce. W obydwu przypadkach planuje się ustanowienie centrum zarządzania misją (lotem) w Polsce z wykorzystaniem krajowych teleportów.
7. Wstępne kalkulacje wykazują, że misja, o której tu mowa wymaga finansowania na poziome ok. 100 mln złotych, z czego ok. 10 mln złotych będzie kosztować wyniesienie oraz opłaty licencyjne, pozwolenia (łączność), transport, konieczne wyjazdy, około 40 mln nakłady na wytworzenie CubeSat testowych i ich wersji finalnych i około 40 mln na opracowanie balistyki lotu, niezbędnych urządzeń pokładowych zarządzających lotem i komunikatorów, wreszcie kompletu ekstremalnie zminiaturyzowanej aparatury naukowej (spektrometr atomowy, jonowy i miernik średniej, wysokiej próżni w wersji MEMS, wizualizatory o wysokiej (VIS/NIR) i średniej (FNIR) rozdzielczości.
8. Do realizacji misji zostanie zawiązane konsorcjum, wstępny skład to jednostki naukowe: Uniwersytet Toruński, Politechniki Gdańska, Poznańska, Warszawska i Wrocławska (koordynator projektu), WAT, KUL; ITE, jednostki przemysłowe: SatRevolution, Astronika, PIAP Space, FPspace, Scanway jednostki administracyjne: Polska Agencja Kosmiczna, NASA.
9. Finansowanie: środki celowe ze skarbu Państwa, program NCBiR, ARP, PFR, NCN, środki z Polskiej Fundacji Narodowej, środki z funduszu Wojskowego na badania i rozwój, kapitały inwestycyjne, pieniądze pozyskane od Polskich spółek Skarbu Państwa.
10. Realizacja: trzy lata do wystrzelenia plus oczekiwanie na okno kosmiczne dla lotu na Marsa, lot ok. 7/8 miesięcy. Możliwy sukces w ramach jednej kadencji sejmowej. Wymiar propagandowy krajowy i międzynarodowy nie do przecenienia. Konsolidacja i nowy rozwój nauki oraz przemysłu hi-tech.
11. Organizacja misji na Phobos stanowi duże wyzwanie, wymagające połączenia inicjatywy rządu, najlepszych uczelni w kraju oraz polskich firm, działających w branży kosmicznej. Realizacja misji na Phobos przyniesie Polsce całe spektrum korzyści politycznych, gospodarczych i naukowych. Polska znajdzie swoje miejsce na mapie kosmicznych mocarstw i zdobędzie światowy rozgłos. Polska Misja Kosmiczna na Phobos, wspomagana przez naukowców z NASA, będzie niezwykle skuteczną trampoliną do wyniesienia rozwoju nauki i technologii w Polsce na poziom światowy. Spektakularny sukces misji na Phobos pokaże Polskę jako kraj niezwykle rozwinięty, mogący się szczycić wybitnymi naukowcami, których dokonania w branży SpaceTech będą kluczowe dla dalszego eksplorowania głębokiego kosmosu.

Jan A Dziuban, prof. dr hab. inż. wraz z zespołem

Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Prezydent Polskiego Towarzystwa Technik Sensorowych