Polskie firmy i instytuty badawcze mocno zaangażowały się w rozwój przemysłu kosmicznego. Pomaga w tym członkostwo w Europejskiej Agencji Kosmicznej, które otwiera drogę do finansowania i uczestnictwa w największych misjach ESA. Jednym z najważniejszych graczy na polskim rynku jest Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa, który realizuje równolegle 12 projektów ESA. O jego roli rozmawiałem z dr. inż. Adamem Oknińskim, pełniącym obowiązki dyrektora Centrum Technologii Kosmicznych w Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa.
Marcin Haber: Rozmawiamy dzień po ogłoszeniu Industrial Policy Task Force, czyli mechanizmu na ponad 25 milionów złotych, który Europejska Agencja Kosmiczna przeznaczy tylko dla polskich podmiotów. Czy to realny krok wprzód dla polskiego przemysłu kosmicznego?
Adam Okniński: Kwota może wydawać się nieco niższa niż niektórzy oczekiwali. Z drugiej strony jest to krok w kierunku kontynuacji ułatwionego wdrażania się w programy europejskie, zapoczątkowanego w ramach Polish Industry Incentive Scheme. Wiele podmiotów narzekało, że mimo iż ten okres był przedłużany, to konkurencja zagraniczna nie pozwalała często pozyskać projektów, które wydawały się obiecujące i w których polskie firmy miały kompetencje.
Myślę, że nowy mechanizm jest szansą na odzyskanie większej części składki, którą Polska wpłaca do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Mimo, że po rozłożeniu na kilka lat, to nie są gigantyczne środki, to mam nadzieję, że to pozwoli kolejnym polskim technologiom i produktom wejść na poziom, który otworzy drogę do rywalizacji z zagraniczną konkurencją.
Trzeba pamiętać, że są to po prostu zabezpieczone środki wyłącznie dla polskich firm, Mogą one startować także w przetargach ESA na dotychczasowych zasadach.
Dokładnie. To na pewno jest wartość dodana. Jasne jest też, że potrzebne są większe środki i dużo osób w sektorze, zarówno po stronie instytucjonalnej, jak i po stronie przemysłu, która otwarcie o tym mówi. Wszyscy są w tej kwestii zgodni, ale zobaczymy na co pozwolą warunki ekonomiczne.
Szereg krajowych podmiotów faktycznie już teraz pozyskuje projekty ESA w otwartej europejskiej rywalizacji. Co ciekawe, przypadku Łukasiewicz – Instytutu Lotnictwa około 2/3 pozyskiwanych środków przypada na naszych partnerów: konsorcjantów, podwykonawców i dostawców. Zawsze angażujemy w projekty, o ile jest to możliwe, w pierwszej kolejności polskie podmioty. Środki idą między innymi do krajowych MŚP – umożliwia to transfer innowacyjnych technologii i kapitału do gospodarki. Stymulujemy tym samym rozwój nie tylko przemysłu kosmicznego, następuje podwyższanie kompetencji polskich podmiotów działających równolegle także w innych sektorach,
Jestem świeżo po rozmowie z prof. Grzegorzem Wrochną, prezesem Polskiej Agencji Kosmicznej. On otwarcie mówi, że celem Polski jest dojście do poziomu, gdy do polskiego przemysłu będzie wracało tyle środków, ile wpłacamy do ESA w ramach składek. Myśli Pan, że jest to do osiągnięcia?
Kluczem są programy obowiązkowe, gdzie pewną barierą wejścia są poziomy gotowości technologicznej, otwarta rywalizacja i konieczność włączania się w misje ESA, często na ich relatywnie zaawansowanym etapie. Polskie podmioty, nawet jeśli mają kompetencje, to często nie miały szansy brać od początku udziału w planowaniu tych misji. Nie zawsze było tak, że swoje rozwiązania mogliśmy już na wczesnych etapach proponować, czy za nimi lobbować. Pewną barierą jest to, że jesteśmy w strukturach ESA niecałe 10 lat. Wiadomo bowiem, że cykl planowania misji kosmicznych jest często dużo dłuższy. Myślę, że musimy poczekać jeszcze kilka lat, aby dojść do wspomnianego poziomu środków wracających do polskiego przemysłu. Ale jest to nasz wspólny cel.
Równolegle do powiększania udziału w programach obowiązkowych ESA, mamy nadzieję, że polska składka będzie rosła w programach opcjonalnych - eksperci Europejskiej Agencji Kosmicznej potwierdzają, że nasze kompetencje w wybranych strategicznych niszach są unikalne i potrzeby Europejskiego rynku w tym zakresie uzasadniają nawet 5-krotnie wyższe wydatki B+R w tych obszarach – na dziś ograniczeniem jest wysokość polskiej składki do ESA i tak jak cały sektor mamy nadzieję, że będzie ona rosła.
Wspomniał Pan o kompetencjach polskich firm. Jakie one właściwie są? Czym zajmują się np. Państwo w Łukasiewicz - Instytucie Lotnictwa?
Cały sektor ma kilka nisz technologicznych, w których się rozwija. W przypadku Łukasiewicz - Instytutu Lotnictwa stawiamy przede wszystkim na systemy napędowe. Nie mówię tutaj na dziś o głównych silnikach największych rakiet typu Ariane 5 i 6, czy Vega. Chodzi o same technologie dla przyszłych europejskich rakiet, ich komponenty, podsystemy, ale przede wszystkim technologie napędów satelitarnych.
Szczególnie w przypadku mniejszych satelitów, jestem pewny, że już dziś możemy oferować całe systemy napędowe. Specjalizujemy się w ekologicznych materiałach pędnych (paliwo/utleniacz silników rakietowych – przyp. red.) m.in. nadtlenku wodoru, w przypadku którego mamy własną polską technologię wytwarzania i oczyszczania. Możemy go obecnie stosować w bardzo wysokich stężeniach, co daje możliwość nie tylko wysokich osiągów na orbicie, ale także długiego czasu przechowywania, co było problemem szczególnie przy niższych stężeniach, które były historycznie dostępne.
Ważną specjalizacją, w której możemy się wykazać, to temat deorbitacji satelitów. Usunięcie satelity na koniec jego życia z pewnych orbit dzieje się w sposób naturalny z racji szczątkowych oporów atmosferycznych. Natomiast większość satelitów wynoszonych obecnie na popularne pułapy od 600 do 1300 km, potrzebuje specjalnego napędu do deorbitacji. W Instytucie wraz z krajowymi partnerami, w tym Łukasiewicz - IPO, Astroniką i spółkami Polskiej Grupy Zbrojeniowej rozwijamy technologię dedykowanych do tego celu systemów napędowych. Jako jedyni na świecie pre-kwalifikowaliśmy stały materiał pędny spełniaiący wymagania CleanSpace ESA.
Jako pierwszy kraj na świecie zaprezentowaliśmy technologię wykorzystania nadtlenku wodoru o tak wysokim stężeniu (ponad 98 proc.) jako utleniacza w faktycznej konstrukcji lotnej. Prześcignęliśmy w ten sposób rozwiązania firm z USA, Korei Południowej, Niemiec, czy Wielkiej Brytanii. Nadtlenek wodoru ma pewne fundamentalne zalety względem ciekłego tlenu, który jest obecnie najczęsciej wykorzystywanym utleniaczem. Tlen musi być utrzymywany w warunkach kriogenicznych (stąd widowiskowe oblodzenie większości rakiety tuż przed startem – przyp. red.). Jest bardzo efektywny jeśli chodzi o lot na orbitę, ale nie nadaje się do dłuższych, wieloletnich misji. Dlatego właśnie nasza technologia wykorzystująca nadtlenek wodoru jest bardzo interesująca pod kątem satelitów, jak i lądowników księżycowych, czy planetarnych. Rozmawiamy o tym z ESA i europejskimi integratorami misji kosmicznych.
Nadtlenek wodoru da się także wykorzystać w samych rakietach. Krajowym demonstratorem jest tworzona przez Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa rakieta BURSZTYN. Zrealizowała ona już trzy udane misje na niskie pułapy. Co ważne, ta technologia jest skalowalna. Można więc myśleć także o rakietach, które wynosiłyby małe satelity na orbitę Ziemi.
A czy są już jakieś namacalne przykłady misji kosmicznych Instytutu poza demonstracyjnymi startami rakiety BURSZTYN?
Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa ma historyczne doświadczenie w kwalifikowaniu ładunków do wyniesienia na orbitę. Robiliśmy to już wiele lat temu w programie Interkosmos, czyli tym samym, w ramach którego w kosmos poleciał gen. Hermaszewski. W ostatnich latach orbitalnych demonstracji nie przeprowadzaliśmy. Natomiast wiele ładunków stworzonych przez polskie firmy, które leci w kosmos, przechodzi przez nasze laboratoria, w których przechodzą specjalistyczne testy kwalifikacyjne – badania środowiskowe. Obecnie największą częścią naszej działalności jest jednak opracowywanie ekologicznych systemów napędowych. Pod tym kątem pracujemy już w jednym z projektów w silnym krajowym konsorcjum nad rozwojem nanosatelitarnej konstelacji optoelektronicznego rozpoznania obrazowego, która zostanie wyniesiona na orbitę (projekt PIAST dofinansowany w ramach konkursu SZAFIR NCBiR). To perspektywa kilku lat. Natomiast już teraz rozmawiamy także z ESA i partnerami europejskimi pod kątem szeregu innych orbitalnych aplikacji i potencjalnych dalszych demonstracji naszych technologii.
We wspomnianej rozmowie szef POLSY wskazał także, że w ciągu dwóch lat Polska przeprowadzi swój pierwszy start rakiety orbitalnej. Nie będzie to jednak start pionowy. Czy biorą Państwo udział w tym projekcie?
Bardzo mocno stawiamy na technologie wynoszenia. Rakieta BURSZTYN, czy nasza działalność w programach ESA, to także technologie dla dużych rakiet. W ciągu dwóch lat kilka podmiotów w Polsce zamierza realizować misje suborbitalne. To dobrze dla rozwoju krajowego sektora, także segmentu satelitarnego.
Jesteśmy w stałym kontakcie z Polską Agencją Kosmiczną w sprawie rozwoju technologii “air launch“, w ramach których rakieta nośna zrzucana jest z samolotu (przykładem jest samolot Cosmic Girl wykorzystywany przez firmę Virgin Galactic – przyp. red.). W ten sposób relatywnie małą rakietą można zrealizować misję wyniesienia ładunku na orbitę ziemską. W tym przypadku bardzo istotna jest niezależność. Nie trzeba bowiem posiadać klasycznego kosmodromu, ani przekazywać satelitów podmiotom z krajów trzecich. Taki samolot może wystartować z klasycznego lotniska i polecieć np. nad Morze Północne, gdzie nastąpi wystrzelenie rakiety.
Realizowaliśmy w ostatnich latach wstępne analizy także takich misji. Jeśli będzie wola polityczna – bo to duży program – to napewno będzie nim bardzo duże zainteresowanie sektora.
Własne starty, zrzucanie rakiety z luku lub spod skrzydła samolotu, to kiedy wzorem SpaceX, czy Blue Origin, odzyskiwanie pierwszych stopni rakiet?
W ramach współpracy z ESA jesteśmy na wstępnym etapie prac także nad technologiami pozwalającymi na lądowanie pierwszych stopni rakiet. Na początku, podobnie jak np. w przypadku SpaceX, będziemy przeprowadzać loty na bardzo niewielką wysokość – tak zwane skoki – na pułap do kilkuset metrów. Pierwsze testy tych rozwiązań odbędą się we Francji, we współpracy z CNES, już za kilkanaście miesięcy. W przypadku większych europejskich rakiet, takich jak Ariane, to myślę, że jest to perspektywa bliska kilkunastu lat.
W mapie drogowej ESA jest już jednak rakieta Ariane Next, która nie ma jeszcze finalnie zdefiniowanej architektury, ale ma mieć możliwość lądowania i wielokrotnego wykorzystywania pierwszego stopnia. To długi proces, a kompetencje są dopiero budowane, ale cieszę się, że jesteśmy jego częścią od samego początku.
Czytaj też:
Rok Łukasiewicza we „Wprost”. Zapraszamy na podróż po historii, teraźniejszości i przyszłości polskiej nauki
Nauka to polska specjalność
Rok Ignacego Łukasiewicza
Przeczytaj inne artykuły poświęcone polskiej nauce