Pierwszy polski naukowy satelita BRITE-PL1/Lem w kosmosie

Pierwszy scalony i przetestowany w krajowym Centrum Badań Kosmicznych PAN naukowy satelita Ziemi, część większej konstelacji BRITE sześciu podobnych nanosatelitów o masie 6-7 kg każdy, o nazwie Lem, został wystrzelony z kosmodromu Jasny w Rosji przedwczoraj, 21 listopada 2013 r., na orbitę ok. 800 km nad powierzchnią planety.  Centrum kontroli jego lotu umiejscowiono w pokoju przy ulicy Bartyckiej 18 w CAMK PAN w Wwie.  Antenę potrafiącą automatycznie śledzić za szybkim ruchem satelitów po niebie, w czasie kiedy są widoczne na swych polarnych orbitach z Warszawy, umieszczono na dachu budynku Centrum Astronomicznego. 

Ten dzień warto zapamiętać. W odróżnieniu od dziwacznego festynu adoracji związanego z odbiorem i przylotem do Polski pierwszego samolotu Dreamliner Boeing 787, który mimo powitania chlebem i solą przez nasze najwyższe władze, oraz wyświęcenia, szydząc jakby z "cywilizacyjnego skoku" którego nasz kraj miał podobno dzieki zakupowi (lub raczej leasingowi) doświadczyć, zaczął się natychmiast psuć. Nasz satelita działa i mam nadzieję będzie działać bez pudła (pun not intended).

 start rakiety Dniepr z Lemem na pokładzie, 21.11.13

 

BRITy JAKO PROJEKT TECHNICZNY

Konsorcjum budujące satelity Brite to sześć instytucji w trzech państwach: Kanada (Toronto, Montreal), która projektuje i wytwarza większość podzespołów, Austria (Wiedeń i Graz), która piewsza uzyskała fundusze państwowe i pierwsza wysłała w tym roku hinduską rakietą swe dwa satelity z serii BRITE, oraz Polska  (Warszawa i Wrocław), która musiała zrobić i zrobi to samo z drugim swym satelitą Heweliusz (jeszcze bardziej polskim, niż w dużej mierze kanadyjski Lem) - i to, jak to sie u nas tutaj mówi - czy przyjdzie powódź czy nadejdzie piekło - jeszcze w tym roku. Inaczej pieniądze z ministerstwa nauki przepadną. Heweliusza wystrzelą komunistyczne Chiny (przypominam to tym, którzy zazgrzytali zębami na wieść że Lem wystartował z Rosji, z kosmodromu Jasny). W istocie Kanadyjczycy usilnie załatwiali start Lema z Rosji, a na wystrzelenie zmontowanego z części zamiennych do Lema i polskich innowacji Heweliusza nie mieli serca ani pomysłu. W końcu Centrum Badań Kosmicznych PAN w Wwie (CBK), z pomocą Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika (CAMK), czyli dwa zasadnicze instytuty PAN zajmujące się w Polsce kosmosem na ul. Bartyckiej w Warszawie, znalazły firmę chińską, która szybko i tanio podjęła się umieszczenia Heweliusza na orbicie. Tyle, że Kanadyjczycy poczuli się tym odsunięciem ich nieco od spraw Heweliusza urażeni, a z tego wynikły nie do końca jeszcze rozwiązane problemy. Ale te, mam nadzieję, zostaną wkrótce rozwiązane. Inaczej droga Heweliusza w kosmos będzie wyboista (ale jak to mawiali starożytni, per aspera ad astra). 

 

RODOWÓD POLSKIEGO SATELITY NAUKOWEGO

O flotylli małych satelitów astronomicznych zamarzył kiedyś profesor Sławomir Ruciński. I po latach ją stworzył, jego starania i pomoc prof. Mochanckiego (obaj z U of Toronto; SR jest Prof. Emeritus),  spowodowały także, że w projekcie BRITE znalazła się Polska. Prof. Alex Schwarzenberg-Czerny z CAMK PAN i in. wystarali się o pieniądze składając podanie o grant.

www.youtube.com/watch- wywiad z prof. Rucińskim

Najpierw udało mu się uczestniczyć w projektowaniu małego satelity kanadyjskiego MOST, starania o jego stworzenie już po wymyśleniu i opisaniu projektu trwały wiele lat. Potem przyszła kolej na BRITE, projekt obserwacji najjaśniejszych, a więc i najmasywniejszych gwiazd na niebie. Pomysł opierał się na tym, że mimo swej jasności, są mało poznane, gdyż -paradoksalnie- trudno zmierzyć natężenie ich światła.  Że można zajrzeć do ich wnętrza przez bardzo dokładne śledzenie ich blasku. To nazywa się astrosejsmologią. Trzęsienia gwiazd? Prawie. Oscylacje. Jednak analogia z sejsmologią Ziemi jest słuszna: tak jak fale sejsmiczne penetrują Ziemię i dobrze zaobserwowane dają po wielu obliczeniach obraz wnętrza planety, tak dokładne obserwacje jasności informują nas, po porównaniu z modelami komputerowymi, o tym, jaka jest struktura wewnętrzna gwiazdy. Może nawet uda się coś powiedzieć o tym, jak gwiazda rotuje - we wnętrzu oddalonym od nas nie tylko milionami kilometrów promienia gwiazdy, ale i 100.000.000.000.000 km odległości do niej. Szalony z pozoru, ten projekt jednak już był realizowany w przypadku mniejszych gwiazd i Słońca.

Astrosejsmologia Brite-a przypomina mi bardzo te fragmenty opowiadania Prawda z tomiku "Niezwyciężony" St. Lema:

 Okazało się, że plazma w pewnym zakresie pobudzeń termicznych i elektrodynamicznych zachowuje się nie tak, jak to przewiduje teoria; wszystkich to oburzyło, ponieważ teoria była pod względem matematycznym niezwykle elegancka i całkiem nowa.  (...)

Warto też posłuchać ostatniej części wywiadu z Rucińskim - zwłaszcza warto, jeśli się mieszka w kraju i o tym jeszcze nie wie:

 

SR - Mnie cieszy jak wiedzę jak się Polska zmienia pozytywnie (...) jak jednak się lepiej dzieje w Polsce.

TV BRITE - Właśnie, a jak inne nacje obserwują to, co się dzieje w Polsce?

- Myślę, że nie obserwują wcale. Każdy jest zajęty samym sobą.W Polsce jest odczucie, że cały świat nas obserwuje. Krytycznie obserwuje. A tak naprawdę to nikt nie zwraca na nas uwagi. Przyszłość świata to Azja. Polska jest w mniej rozwiniętej części przebrzmiałego kontynentu (Europy). 

- To w takim razie po co robić takie projekty jak BRITE?

- Bo jesteśmy narodem, który coś potrafi, i czymś trzeba się zajmować - raczej czymś ambitnym niż mniej ambitnym - żeby życie było ciekawe.  Świat nie jest zainteresowany Polską, ale Polacy powinni być zainteresowani światem i uczestniczyć w świecie. I wtedy będą dostrzeżeni. Dopóki my sami czegoś nie zrobimy, to...

- Czyli świat patrzy nie na historię, a patrzy na nowe rzeczy?

- O tak! To poczucie historyczne w Polsce... chociaż jest uzasadnione.. w Polsce to właściwie żyjemy historią. To jest tak anachroniczne patrząc z zewnątrz i tak nie przystaje do świata.  Tutejsza inteligencja nie ma pojęcia o historii, a jednocześnie jest inteligencją. Tworzy nowy świat, uczestniczy w nowym życiu. I jej ten cały bagaż historii jest zupełnie niepotrzebny.  

- To znaczy, że można zapomnieć o historii?

- Z historii można się bardzo wiele nauczyć, ale historią można też manipulować. 

[Tu muszę wspomnieć, że prof. Ruciński jest wielkim miłośnikiem historii, przyp. ykw]

  

KONTAKT NAWIĄZANY

Ponieważ Lem poleciał w kosmos,  a Heweliusz gotów niemal do startu, to pora usiąść, zrelaksować się i pooglądać BRITE TV:

 co to jest BRITE-PL - jeszcze raz

oraz najnowsze doniesienia na stronie www.brite-pl.pl, opisujacej m.in. poprzez BRITE TV wszystkie tajemnice BRITE-PL. Tam też można poznać wiele osób kluczowych dla całego projektu satelitarnego, zobaczyć hale produkcji podzespołów, testowanie, jak i centrum kontroli lotów. 

W pierwszych dwunastu godzinach po umieszczeniu "Lema" na orbicie kilkakrotnie nawiązywano z nim łączność. Pierwszy kontakt nastąpił rano podczas pierwszego przelotu satelity nad Europą, przy drugim przelocie nad Warszawa nie było komunikacji z satelitą - najprawdopodobniej z powodu braku precyzyjnych współrzędnych "Lema". Następne połączenia miały miejsce pp południu. O godzinie 17:00 czasu polskiego dane z naszego satelity odebrała stacja naziemna SFL w Toronto, gdy "Lem" znajdował się nad wschodnią Kanadą. Kolejny przelot nad Kanadą zakończył się również udaną próbą nawiązania łączności i ściągnieciem danych. O godz. 19:30 telemetrię odebrano w stacji w Warszawie, gdy satelita znowu przelatywał nad Polską. Obecnie kończy się tzw. faza LEOP (Launch and Early Orbit Phase), najbardziej krytyczny okres całej misji, w którym inżynierowie odpowiedzialni za projekt, uruchamiają, monitorują i kontrolują pracę podsystemów nadawczo-odbiorczych satelity bezpośrednio po umieszczeniu go na docelowej orbicie. Wkrótce rozpocznie się tzw. faza commissioning czyli sprawdzanie poprawności działania kolejno włączanych podsystemów satelity, ich testy funkcjonalne oraz kalibracja instrumentu optycznego. Ta faza uruchamiania potrwa około 3 miesiące, a następnie "Lem" rozpocznie swoją pracę naukową tzn. bedzie prowadził regularne obserwacje najjaśniejszych gwiazd naszej Galaktyki.  

Jeden z fascynujących aspektów technicznych to metoda spowolnienia i zatrzymania typowego koziołkowania satelity po jego wystrzeleniu: musi przestać się obracać i patrzeć w jeden punkt/kierunek na niebie, aby mógł obserwować. Aby nie marnować do zastopowania energii 3 rozkręconych żyroskopów, służacych normalnie do kręcenia skrzynką Lema w czasie obserwacji  wokół 3 osi, Lem używa obliczanych przez komputer i impulsowo stosowanych prądów elektrycznych w cewkach. Wzbudzone pola magnetyczne czynią z niego na krotkie chwile taką jakby igłę kompasu, który pole magnetyczne Ziemi stara się obrócić - hamując powoli obrót. Prądy są niewielkie i ten proces zajmuje wiele tygodni, ale działa - wyprobowały to już austriackie BRITE-y.

Podziękowania dla rządu finansującego projekt na poziomie 3.5 mln euro, zespołu technicznego pod wodzą szefów zespołu dr. inż. Tomasza Zawistowskiego i Piotra Orleańskiego z CBK, jak i życzenia powodzenia dla nich i dla międzynarodowego zespołu naukowców, użytkowników systemu, którego polską część prowadzi prof. Alex Schwarzenberg-Czerny.