Firma inżynierii kosmicznej SENER Polska, we współpracy z firmą-matką SENER Aeroespacial, opracowała System Twardego Przechwytywania HCS (Hard Capture System), możliwy do zaadaptowania w różnorodnych systemach dokowania. Jego twórcy wskazują, że urządzenie może stać się standardem w przyszłych misjach załogowych, m.in. na stacji Gateway.
Firma SENER jako część międzynarodowego konsorcjum, stworzyła System Twardego Przechwytywania (HCS – Hard Capture System) dla mechanizmu dokującego, pozwalającego na cumowanie i połączenie zarówno dużych jak i małych statków kosmicznych: IBDM (International Berthing and Docking Mechanism). Istotna część systemu zapewniającego bezpieczeństwo astronautom w trakcie lotów załogowych i na stacjach kosmicznych powstała w Polsce.
Zadaniem HCS jest zapewnienie sztywnego połączenia struktur w celu utworzenia szczelnego przejścia między dwoma statkami kosmicznymi. Ponadto, może służyć jako połączenie serwisowe oraz standardowy i awaryjny sposób na separację pojazdów kosmicznych. W praktyce system ten będzie gwarantował bezpieczeństwo astronautom przechodzącym pomiędzy statkami kosmicznymi i bezpieczny transport zapasów i materiałów, na przykład ze statku kosmicznego na pokład stacji.
Zespół SENER Polska odpowiedzialny był za kluczowe komponenty systemu:
W zakresie obowiązków naszego zespołu było zaprojektowanie, wykonanie, integracja oraz testy: Separatorów, Systemu Transmisji Danych i Energii, osłony MMOD przeciwko mikrometeoroidom i śmieciom kosmicznym oraz dwóch rodzajów czujników – gotowości do dokowania (RTH) i czujnika informującego o poprawnej separacji pojazdów (UCS) – mówi Łukasz Powęska, kierownik projektów SENER Polska (zobacz wideo).
Mechanizm IBDM został zaprojektowany zgodnie z Międzynarodowym Standardem Systemu Dokowania (International Docking System Standard – IDSS) i jest kompatybilny z adapterem dokującym zainstalowanym na amerykańskiej części Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Na etapie realizacji projektu uwzględniono możliwość modyfikacji system w kierunku dostosowania również do innych adapterów i standardów dokowania. Ten niezwykle precyzyjny i skomplikowany mechanizm, w przyszłości może stać się standardem w załogowych misjach kosmicznych. Jednym z jego potencjalnych zastosowań jest wykorzystanie w następcy Międzynarodowej Stacji Kosmicznej - stacji Gateway, której budowa planowana jest na 2025 rok. Docelowo Gateway zostanie osadzona w przestrzeni okołoksiężycowej i posłuży jako punkt strategiczny odległych wypraw w kosmos, takich jak załogowy lot na Marsa. Jej część będzie stanowić stworzony przez firmy zrzeszone w ESA I-HAB – habitat dla przylatujących z Ziemi astronautów. To właśnie w nim może zostać zaimplementowany mechanizm HCS stworzony przez SENER.
Główne komponenty Hard Capture System, które zostały zaprojektowane i wykonane w Polsce to:
- Trzy Separatory, które zapewniają energię potrzebną do rozdzielenia pojazdów podczas dokowania.
- Dwa urządzenia Resource Transfer Umbilical (RTU), pozwalające na łączenie i rozłączanie połączeń elektrycznych pomiędzy wahadłowcem a stacją kosmiczną.
- Osłona przeciwko mikrometeoroidom i śmieciom kosmicznym (MMOD Cover - Micro Meteoroids and Orbital Debris Cover), które mogą stanowić zagrożenie dla załogi i bezpieczeństwa misji.
- Dwa czujniki zakończenia odłączania (Undocking Complete Sensors - UCS), które wskazują, że statki kosmiczne zostały pomyślnie oddzielone.
- Trzy czujniki gotowości do uruchomienia haków (Ready to Hook Sensors - RTH) wskazujące, że dwa dokujące statki kosmiczne są w zasięgu haków.
Więcej informacji pod linkiem. Pełna grafika komponentów do obejrzenia pod linkiem.
Załogowe loty odgrywają coraz większą rolę w eksploracji kosmosu. Programy zakładające umieszczenie astronautów na Księżycu, jak realizowany przez NASA Artemis czy długofalowe plany przewidujące stałą obecność człowieka w przestrzeni kosmicznej – na przykład realizowana właśnie budowa Chińskiej Stacji Kosmicznej, stanowią priorytet narodowych agencji kosmicznych i międzynarodowych organizacji. Coraz większą popularność zyskują też załogowe misje komercyjne, jak te realizowane przez SpaceX czy Blue Origin, niejednokrotnie w porozumieniu z rządami państwowymi. Udział w tego typu misjach to dla firm sektora kosmicznego szczególny prestiż, ale i konieczność tworzenia specyficznych, innowacyjnych rozwiązań odpowiadających na wyższe niż w przypadku misji robotycznych standardy bezpieczeństwa.
Foto: System Twardego Przechwytywania (HCS – Hard Capture System)
O SENER Polska
Firma SENER Polska rozpoczęła działalność w 2006 roku i skupia się na sektorze aerokosmicznym rozumianym jako obronność, inżynieria kosmiczna i aeronautyka. Głównym obszarem działania SENER Polska w branży aerokosmicznej jest inżynieria mechaniczna, w tym w szczególności mechanizmy rozkładania oraz struktury pojazdów kosmicznych. Pozostałe obszary działalności firmy w Polsce obejmują mechaniczne naziemne urządzenia wspomagające (MGSE) oraz nawigację pojazdów kosmicznych. Mimo, że od przystąpienia Polski do ESA w 2012 roku minęło niewiele czasu, SENER Polska stał się jednym z ważnych uczestników rynku kosmicznego i rozpoczął realizację projektów, dzięki którym ma nadzieję przyczynić się do budowania silnego sektora kosmicznego w Polsce. Wśród istotnych przedsięwzięć warto wymienić misje ExoMars, Proba-3, Euclid, E.Deorbit, Saocom-CS, Athena, JUICE.
Źródło: PlanetPartners
Oprac. Paweł Z. Grochowalski
