01.03.2021

Studenci AGH chcą rozwiązać problem kosmicznych śmieci

Zespół studentów AGH przeprowadzi serię eksperymentów w ramach wygranego przez siebie konkursu „Drop Your Thesis!” organizowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Celem projektu o nazwie Black Spheres jest opracowanie metody wyłapywania śmieci kosmicznych z orbity okołoziemskiej.


Doświadczenie będzie polegać na opracowaniu algorytmu analizującego ruch i sposób przemieszczania się tego typu obiektów. Eksperyment zostanie wykonany na wieży zrzutowej Uniwersytetu w Bremie.

Problem śmieci kosmicznych staje się coraz poważniejszy ze względu na wzrastającą liczbę wysyłanych na orbitę okołoziemską obiektów, które mogą zderzyć się z działającymi satelitami. W wyniku takiej kolizji powstaje chmura tysięcy nowych śmieci kosmicznych i szansa na kolejne zderzenia staje się o wiele większa.

Michał Błażejczyk, Kamil Switek, Kacper Synowiec oraz Kamil Maraj, studenci Automatyki i Robotyki na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, postanowili przyjrzeć się bliżej metodom wyłapywania śmieci kosmicznych. Stanowi to duże wyzwanie ze względu na niewielkie rozmiary obiektów, wysokie prędkości i duże rozproszenie. Potencjalnie najskuteczniejszym sposobem jest złapanie obiektu za pomocą ramienia robotycznego. Pozwala ono na przechwycenie uszkodzonego satelity bez wyrządzenia szkód i przeprowadzania operacji naprawczych, a co za tym idzie – na odzyskanie kosztownych elementów.

W eksperymencie, który w marcu przeprowadzą studenci, rolę uszkodzonego satelity odegra wydrukowana na drukarce 3D kula o średnicy 88 milimetrów i wadze 250 gramów, wykonana ze specjalnej żywicy oraz zawierająca w sobie mechanizm z odważnikiem lub – w innej konfiguracji – masę na sprężynie.

W każdej z pięciu serii doświadczenia zostaną wypuszczone dwie kule, a ich ruch będzie obserwowany za pomocą sześciu kamer rozmieszczonych wewnątrz kapsuły. Wieża zrzutowa w Bremie pozwala na osiągnięcie warunków mikrograwitacji na około 9 sekund. Kapsuła, w której będą znajdować się kule, zostanie wystrzelona na 130 m i od momentu wystrzału przyspieszenie wewnątrz kapsuły będzie zerowe, ponieważ jej ruch kompensuje grawitację.

Projekt studentów AGH skupia się na obserwacji uszkodzonego satelity i automatycznym przewidywaniu jego pozycji i orientacji. Celem jest m.in. przetestowanie metody przewidywania ruchu w mikrograwitacji. Eksperymenty pozwolą na zebranie danych dotyczących ruchu obiektów ze zmiennym rozkładem masy. Dodatkowym elementem projektu jest również popularyzacja problemu zaśmiecenia orbity okołoziemskiej.

Opiekun projektu Black Spheres, dr inż. Paweł Zagórski, podkreśla:
Sukces studentów w wieloetapowym procesie konkursowym przetarł ścieżkę dla naszych kolejnych podopiecznych w podobnych inicjatywach Europejskiej Agencji Kosmicznej. Dzięki projektowi udało się nawiązać cenne kontakty z ekspertami ESA. Tematyka badań rozszerza prowadzone dotąd w Katedrze Automatyki i Robotyki prace w dziedzinie pomiaru orientacji satelitów. Mamy nadzieję, że uzyskane podczas eksperymentów wyniki pomogą w rozwiązaniu pilnego i narastającego problemu, jakim są kosmiczne śmieci. To kolejna ciekawa inicjatywa z obszaru przemysłu kosmicznego, w którym chcielibyśmy się zaangażować, szczególnie jako Europejski Uniwersytet Kosmiczny, którym AGH jest od zeszłego roku.

Konkurs dla studentów „Drop Your Thesis” jest organizowany corocznie przez Europejską Agencję Kosmiczną. Zwycięskie zespoły realizują swoje projekty w profesjonalnych obiektach, których na co dzień używają naukowcy ESA. Inicjatywa ta daje także możliwość studentom do napisania pracy magisterskiej lub doktorskiej na podstawie przeprowadzonych eksperymentów.