Studenckie Koło Astronautyczne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Studenckie Koło Astronautyczne
Students' Space Association
Ilustracja
Dewiza Per aspera ad astra
Data założenia 1996 rok
Typ Koło naukowe
Państwo  Polska
Adres Instytut Techniki Cieplnej ul. Nowowiejska 21/25, pokój 012
Położenie na mapie Warszawy
Mapa lokalizacyjna Warszawy
Instytut Techniki Cieplnej
Instytut Techniki Cieplnej
Położenie na mapie Polski
Mapa lokalizacyjna Polski
Instytut Techniki Cieplnej
Instytut Techniki Cieplnej
Położenie na mapie województwa mazowieckiego
Mapa lokalizacyjna województwa mazowieckiego
Instytut Techniki Cieplnej
Instytut Techniki Cieplnej
Ziemia52°13′11,2″N 21°00′33,7″E/52,219778 21,009361
Strona internetowa

Studenckie Koło Astronautyczne (SKA) – koło naukowe założone w 1996 r. z inicjatywy studentów oraz prof. dr hab. inż. Piotra Wolańskiego. Działa przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej z siedzibą w Instytucie Techniki Cieplnej. Obecnym opiekunem Koła jest dr hab. inż. Jan Kindracki.

Działalność[edytuj | edytuj kod]

Studenckie Koło Astronautyczne zrzesza osoby zainteresowane tematyką astronautyczną i astronomiczną. Jego członkami są i byli studenci z prawie wszystkich wydziałów Politechniki Warszawskiej (m.in. MEiL, EiTI, Mechatronika czy Elektrycznego). Głównym celem SKA jest zdobywanie i pogłębianie wiedzy z zakresu astronautyki i astronomii oraz jej propagowanie zarówno wśród młodzieży i studentów, jak i wśród dorosłych. Praca w SKA stała się niejednokrotnie inspiracją badań naukowych, prac przejściowych oraz dyplomowych (np. Praca dyplomowa Andrzeja Cichockiego – „Integrated extension Board for On-Board Computer OBDH of SSETI ESEO Satellite”[1]).

Model lotnej rakiety Sekcji Rakietowej SKA - Amelii 1, model polskiej rakiety meteorologicznej Meteor-1 oraz silnik od rakiety H1

Jest to jedno z niewielu kół naukowych w Polsce, które przyczyniło się do przyspieszenia pertraktacji w celu podpisania przez Polskę i ESA traktatu o członkostwie stowarzyszonym (PECS – Plan for European Cooperating States), podpisanym 27 kwietnia 2007[2] – między innymi dzięki ogólnopolskiej akcji zbierania podpisów pod listem otwartym do Ministra Gospodarki RP[3].

Członkowie koła uczestniczą również w międzynarodowych konferencjach (głównie organizowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną), targach, czy piknikach naukowych. Zdobywają wiedzę z zakresu technologii kosmicznych na różnorodnych warsztatach, sympozjach, czy praktykach (nierzadko poza granicami Polski), następnie wykorzystując ją przy realizacji projektów.

Studenci należący do SKA startują w międzynarodowych konkursach, takich jak np.: REXUS/BEXUS, Fly Your Thesis, czy University Rover Challenge; biorą udział w projektach edukacyjnych organizowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną, takich jak ESEO, czy ESMO; realizują również projekty własne, takie jak np. PW-Sat.

Główną jednostką organizacyjną SKA jest Zarząd, wybierany na okres jednego roku. Składa się on z pięciu członków, w tym: prezesa, zastępcy, skarbnika. Reprezentują oni koło przed władzami uczelni, jak i jednostkami zewnętrznymi[4]. Koło podzielone jest na cztery sekcje - Sekcję Rakietową, Sekcję Balonową, SKA Robotics oraz PW-Sat. Członkowie mogą należeć do jednej, bądź kilku sekcji naraz.

Seria satelitów PW-Sat[edytuj | edytuj kod]

Jednym z najbardziej znanych projektów prowadzonych przez członków SKA jest seria satelitów PW-Sat. Są to satelity projektowane i budowane według standardu CubeSat, co umożliwia wysyłanie ich w kosmos w standaryzowanych wyrzutnikach jako dodatkowy ładunek przez komercyjne firmy. Dotychczas powstały dwa satelity - PW-Sat oraz PW-Sat 2, rozwijany jest także projekt trzeciego satelity PW-Sat 3.

Satelita PW-Sat[edytuj | edytuj kod]

PW-Sat podczas testów w Centrum Badań Kosmicznych PAN w październiku 2011 roku.

W Studenckim Kole Astronautycznym skonstruowano pierwszego polskiego sztucznego satelitę[5][6][7], wystrzelonego 13 lutego 2012 roku PW-Sata. Celem jego misji było przetestowanie elastycznych ogniw fotowoltaicznych oraz systemu deorbitacji wykorzystującego rozkładany ogon[8]. Satelita spłonął w atmosferze ziemskiej w październiku 2014 roku, po 2 latach na orbicie.

Satelita PW-Sat 2[edytuj | edytuj kod]

Projekt drugiego polskiego satelity studenckiego, PW-Sat 2, rozpoczął się w 2013 roku. Celem drugiego satelity projektowanego przez członków Studenckiego Koła Astronautycznego, podobnie jak jego poprzednika, jest test innowacyjnej technologii deorbitacji. Dodatkowo zawiera on kilka innych eksperymentów: czujnik Słońca, rozkładane panele słoneczne oraz kamery do obserwacji momentu otwarcia żagla. Satelita został wyniesiony na orbitę okołoziemską 3 grudnia 2018 roku z bazy Vandenberg w USA przez rakietę Falcon 9, stając się czwartym polskim satelitą Ziemi[9].

Żagiel deorbitacyjny[edytuj | edytuj kod]

Systemem deorbitującym PW-Sata 2 jest kwadratowy żagiel wykonany z wytrzymałej folii mylarowej o powierzchni 4 m2, zwinięty oraz umieszczony w cylindrze o średnicy 80 mm i wysokości 70 mm. Przymocowany do specjalnego trzpienia żagiel po przepaleniu linki Dyneema zostaje odblokowany, a następnie wysunięty na bezpieczną odległość od satelity i otwarty za pomocą czterech rozkręcających się sprężyn płaskich. W ten sposób znacznie zwiększa się opór aerodynamiczny satelity, który przyspiesza obniżanie orbity satelity. Według przeprowadzonych analiz przy optymalnych warunkach skróci to czas deorbitacji z ponad 20 lat nawet do 6 miesięcy[10]. Żagiel został poprawnie rozłożony 29 grudnia 2018 roku[11].

Kamery[edytuj | edytuj kod]

Na pokładzie satelity umieszczone zostały dwie kamery z nieskomplikowanym układem optycznym, które umożliwiają obserwacje fragmentu powierzchni żagla deorbitacyjnego. Przy pomocy jednej z nich wykonano pierwsze polskie zdjęcie Ziemi z orbity[12][13].

Czujnik Słońca[edytuj | edytuj kod]

Ważnym elementem PW-Sata2 jest czujnik słoneczny służący do zebrania informacji o pozycji i orientacji satelity w przestrzeni na podstawie kąta padania promieni słonecznych. Jego odczyty zostaną porównane z komercyjnie dostępnym czujnikiem.

Większość satelitów na orbicie musi być zorientowana w określonym kierunku w zależności od misji. Czujnik Słoneczny jest przykładem swoistego satelitarnego kompasu. System ten składa się z czterech zestawów cyfrowych fotodiod (ALS) ułożonych pod odpowiednim kątem oraz mikrokontrolera zarządzającego zbieraniem i analizą danych[14].

Otwierane panele słoneczne[edytuj | edytuj kod]

PW-Sat 2 wyposażony jest także w rozkładane panele słoneczne, które poprawiają efektywność zbierania energii niezbędnej do zasilania satelity. Zawiasy paneli są pracą inżynierską jednego z członków zespołu. Panele mają wielkość ok. 10 x 20 cm i są umieszczone symetrycznie na przeciwległych ściankach satelity. Po umieszczeniu satelity na orbicie linka Dyneema utrzymująca panele została przepalona i nastąpiło ich otwarcie[15].

Satelita PW-Sat 3[edytuj | edytuj kod]

Początek prac nad trzecim satelitą studenckim na Politechnice Warszawskiej nastąpił w połowie roku 2018. Od tego czasu zawiązał się zespół pracujący nad projektem przy merytorycznym wsparciu osób pracujących nad satelitą PW-Sat 2. Członkowie zespołu odbyli dotychczas m.in. warsztaty Concurrent Engineering Workshop zorganizowane przez Europejską Agencję Kosmiczną[16]. Podobnie jak w przypadku poprzednich satelitów głównym celem misji jest przebadanie systemu deorbitacji.

Sekcja Rakietowa SKA[edytuj | edytuj kod]

Fotografia rakiety wznoszącej się ponad wyrzutnię
Start rakiety TuCAN 1a na poligonie artyleryjskim w Toruniu 29 października 2016 roku

Najstarsza Sekcja Koła, zajmuje się konstruowaniem, budową oraz odpalaniem eksperymentalnych rakiet sondujących. Są one w całości projektowane przez członków Sekcji, co pozwala studentom na rozwój umiejętności w wielu dziedzinach inżynierii, jak mechanika, aerodynamika, chemia, elektronika czy programowanie. Oprócz budowy rakiet Sekcja rozwija także projekty wspierające ich wykonywanie i testowanie - wśród nich wymienić można układy pomiarowe do testów statycznych silników, stanowiska testowe podzespołów, czy oprogramowanie do przeprowadzania analiz.

Rakiety zbudowane przez SKA[edytuj | edytuj kod]

Do rakiet zaprojektowanych i wykonanych przez Sekcję należą między innymi:

  • Amelia 1 (rodzina rakiet A; jednostopniowa na stały materiał pędny)
  • Amelia 2 (rodzina rakiet A; dwustopniowa na stały materiał pędny)
  • H1 (rodzina rakiet H, H od „hipersoniczna”; jednostopniowa na stały materiał pędny)
  • TuCAN (rakieta typu CanSat Launcher; jednostopniowa na stały materiał pędny wynosząca do 8 eksperymentów na niewielki pułap)[17][18]
  • Fok (pierwsza w Polsce studencka rakieta sterowana aerodynamicznie; jednostopniowa na stały materiał pędny)[19]
  • Grot (rakieta typu "boosted dart" zbudowana w celu pobicia amatorskiego rekordu Polski w pułapie lotu rakiety, osiągnęła go 27 kwietnia 2019 wzbijając się na wysokość 18,5 kilometra[20]; rakieta dwustopniowa na stały materiał pędny z nienapędzanym drugim stopniem)
  • Twardowsky (eksperymentalna jednostopniowa rakieta o napędzie hybrydowym budowana na konkurs Spaceport America Cup 2020)[21]

Sekcja Balonowa SKA[edytuj | edytuj kod]

Grupa zajmująca się projektowaniem, budową oraz wysyłaniem balonowych misji stratosferycznych zawiązała się w Kole w 2013 roku. Celem Sekcji Balonowej jest stworzenie multipotencjalnej platformy stratosferycznej PW-Launcher, zdolnej wynosić na wysokość 30 km eksperymenty naukowe z i spoza Politechniki.

Obecnie prowadzony program lotów to program Światowid, w ramach którego zrealizowano misje:

Trzy gondole programu Światowid - od lewa do prawa: Jarowit-Jaryło, Świtezianka i Strzybóg.
  • Światowid 1 (30.06.2013, start: Urle, lądowanie: Brudki Nowe)
    • Gondola główna: Jarowit-Jaryło
    • Eksperymenty: KULLA 1, PARTICULA 1
  • Światowid 2 (15.09.2013, start: Urle[22], lądowanie: Węże)
    • Gondola główna: Świtezianka
    • Eksperymenty: PARTICULA 2
  • Światowid 3 (2.07.2014, start: Goczałkowice-Zdrój[23], lądowanie: Sudołek)
    • Gondola główna: Strzybóg
    • Eksperymenty: PARTICULA 3, CURSUS 1, Inertial Navigation System

Następcą programu Światowid jest program PW-Launcher:

  • PW-Launcher 1 (18.04.2015, start: Czechowice-Dziedzice, lądowanie: Krivá, Słowacja)
    • Gondola główna: Czarnobóg
    • Eksperymenty: KULLA 2, KULLA 3, CAPELLA P1, PARTICULA 4 / testowy żagiel satelity PW-Sat2, aparat otworkowy

Dodatkowo sekcja rozpoczęła pracę nad programem Televisor:

Televisor 1 (5.12.2015, start: Belsk Duży)

  • Gondola główna: Televisor
  • Eksperymenty: CAPELLA 2, Inertial Navigation System, Komunikacja gondoli ze stacją naziemną.

Prowadzone przez Sekcję Balonową SKA programy eksperymentalne to m.in.:

  • Program KULLA - badania elektro- i aerometryczne atmosfery (nazwa wymawiana po angielsku brzmiąca jak polska „kula” - nawiązanie do sondy kulowej),
  • Program PARTICULA (łac. particula - cząsteczka) - wychwytywanie cząstek stałych z górnych warstw atmosfery, w tym mikrometeorytów,
  • Program CURSUS (łac. cursus - prąd) - pozyskiwanie użytecznej energii elektrycznej z szerokiego spektrum fal elektromagnetycznych,
  • Program PERICULUM (łac. periculum - niebezpieczeństwo) - specjalnie przystosowany do lotu pod balonem grawimetr,
  • Program CAPELLA (nazwa pochodząca od gwiazdy) - eksperymentalny nadajnik napowietrzny (łączność ogólnoplanetarna, podwodna oraz radar pozahoryzontalny), pracujący w zakresie fal myriametrowych (3-30 kHz), wykorzystujący latające anteny dipolowe o długości 200-300 metrów[24].

Ponadto Sekcja Balonowa SKA bierze udział w kampanii REXUS/BEXUS (Rocket/Balloon EXperiments for University Students) DLR/Rymdstyrelsen/ESA, gdzie tworzy eksperyment BuLMA (Balloon micro Lifeform- and Meteorite Assembler; również PARTICULA 5).

SKA Robotics[edytuj | edytuj kod]

W tej sekcji skupione zostały wszystkie roboty, zaprojektowane do eksploracji terenowej bądź głębinowej. Członkowie Koła należący do tej sekcji uczestniczą w m.in. University Rover Challenge i European Rover Challenge[25]. Członkowie sekcji SKAR brali udział w takich przedsięwzięciach jak między innymi:

  • Łazik marsjański AMPB Skarabeusz (2009) - pierwszy tego typu pojazd w Polsce
  • Robot księżycowy Husar (2012–2013)
  • Platforma testowa Gaja (2015)
  • Tetrapod (2014) - czteronożny robocik kroczący
  • Program Ares - łaziki marsjańskie:
    • Ares I (2014–2015)
    • Ares II (2015)
    • Ares III (2016)
  • Badawcze Roboty Głębinowe:
    • Migot (2014)
    • ROV (2015)
    • Tryton (2016)
Model satelity PW-Sat na wystawie podczas XII MPL Góraszka 2007

Zakończone projekty[edytuj | edytuj kod]

  • SCOPE 1.0 i SCOPE 2.0 - przygotowane w ramach kampanii BEXUS stratosferyczne platformy obserwacyjne,
  • Szybowce Stratosferyczne - Icarus, SpaceFish,
  • Przygotowanie ładunku użytecznego (payload) dla eksperymentów:
- BOBAS (Build Ocassionally Balloon-Attached Satellite)[26][27],
- BOBAS 2[28]
  • Współudział w budowie europejskiego satelity studenckiego SSETI ESEO – zespoły OPER (Operations) i CONF (Configuration),
  • Współudział w budowie satelity YES2,
  • Udział w szóstej i siódmej Kampanii Studenckich Lotów Parabolicznych[29],
  • SKA: OPERATIONS TEAM udział w budowie satelity SSETI Express,
  • Projekt PAS-Sat,
  • Udział w projekcie ESMO - Europejski Studencki Orbiter Księżycowy[30].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Wilga Symposium
  2. Podpisanie umowy z Europejską Agencją Kosmiczną, mg.gov.pl, 27 kwietnia 2007 [zarchiwizowane z adresu 2007-09-27].
  3. Apel środowisk polskich studentów i doktorantów zaniepokojonych stanem badań kosmicznych w naszym kraju
  4. http://ska.pw.edu.pl/zarzad/ Obecny zarząd
  5. Skrzydlata Polska 2/2006
  6. Wirtualna Polska Polski satelita do sprzątania kosmosu
  7. – "Oscyloskop" – pismo studentów Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych (Politechnika Warszawska), strona 12
  8. PW-Sat, PW-Sat2 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  9. Piotr Rugor |, PW-Sat2 wyniesiony w kosmos na pokładzie Falcona 9, Studenckie Koło Astronautyczne, 4 grudnia 2018 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  10. Żagiel deorbitacyjny, PW-Sat2 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  11. Satelita PW-Sat2 rozłożył żagiel deorbitacyjny!, PW-Sat2, 2 stycznia 2019 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  12. Kamery, PW-Sat2 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  13. Piotr Rugor |, PW-Sat2 zrobił pierwsze polskie zdjęcia satelitarne, Studenckie Koło Astronautyczne, 10 grudnia 2018 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  14. Czujnik Słońca, PW-Sat2 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  15. Otwierane panele słoneczne, PW-Sat2 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  16. Pierwsze informacje o projekcie PW-Sat 3, Kosmonauta.net, 17 stycznia 2019 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  17. Dominik |, Testy rakiet Sekcji Rakietowej SKA, Studenckie Koło Astronautyczne, 7 listopada 2016 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  18. K. Turko |, Testy lotne rakiet SR SKA, Studenckie Koło Astronautyczne, 8 kwietnia 2018 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  19. Studenckie Koło Astronautyczne, www.facebook.com [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  20. Jakub Kicek |, Rakieta Grot wzbiła się na 18,5 kilometra, Studenckie Koło Astronautyczne, 16 maja 2019 [dostęp 2019-08-07] (pol.).
  21. Oto Twardowsky!, www.facebook.com, 31 stycznia 2020.
  22. Film z lotu Sekcji Balonowej SKA
  23. "Kosmiczny projekt studentów" TVP Katowice
  24. eZ Systems: Misja PW-Launcher 1 powraca ze stratosfery / Studenci Doktoranci Absolwenci / Biuletyn PW - Biuletyn PW. www.biuletyn.pw.edu.pl. [dostęp 2015-08-15].
  25. Zawody Łazików w Polsce - ERC
  26. BOBAS
  27. Krótkofalowiec Polski nr 11 (502)/2006
  28. BOBAS 2
  29. Urząd lotnictwa Cywilnego Przegląd Prasy – Spełnienie marzeń w nieważkości – 13.VII.2004 Gazeta Wyborcza
  30. http://ska.pw.edu.pl/projekt/esmo/ ESMO

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]