FREDE 2016 i DREAM to dwa studenckie zespoły z PWr, które na początku grudnia wezmą udział w etapie selekcji międzynarodowego programu prowadzonego m.in. przez Europejską Agencję Kosmiczną. Mają szansę przeprowadzić swoje eksperymenty na wysokości kilkudziesięciu kilometrów nad ziemią 

Program REXUS/BEXUS zakłada wyposażenie rakiety kosmicznej i gondoli balonu w aparatury badawcze przygotowane przez wybrane studenckie zespoły z całej Europy. W ten sposób ich członkowie dostają szansę na przeprowadzenie swoich eksperymentów na wysokości około 30 km (w przypadku balonu) i ponad 80 km nad ziemią (w przypadku rakiety). Przez kilka miesięcy są też w stałym kontakcie z ekspertami ESA, mogą liczyć na ich pomoc  i uwagi, a przede wszystkim uczą się pracy przy tego typu projektach, aby w przyszłości potencjalnie zasilić szeregi specjalistów agencji.

Spośród wszystkich zgłoszeń do tegorocznej edycji programu REXUS/BEXUS organizatorzy wybrali 14 zespołów, które 1 grudnia przyjadą do holenderskiego Noordwijk i osiem, które taki etap selekcji przejdą w Niemczech (ich udział w programie będzie finansowany przez niemiecką agencję). 

W Noordwijk mieści się ESTEC - European Space Research and Technology Centre. To główna siedziba Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), która organizuje program wspólnie ze Szwedzką Krajową Radą ds. Przestrzeni Kosmicznej (SNSB) i Niemiecką Agencją Kosmiczną  (DLR).

W ESTEC studenckie grupy opowiedzą o swoich propozycjach badań i porozmawiają na ich temat z pracownikami ESA. To etap wstępnej selekcji, który wyłoni po trzech lub czterech finalistów – osobno do części programu związanej ze startem rakiety (REXUS) i ze startem balonu (BEXUS).

Chcą rozwinąć swój projekt

Do BEXUS-a po raz kolejny zgłasza się zespół FREDE – tym razem jako FREDE 2016 – kierowany przez doktoranta Jędrzeja Górskiego z Wydziału Mechaniczno-Energetycznego. W październiku tego roku FREDE (w innym składzie) testował w stratosferze aparaturę do badania rozpadu freonu. Był jednym z czterech zespołów, które znalazły się w finale BEXUS-a.

- Chciałbym ten projekt kontynuować, stąd zgłoszenie do kolejnej edycji programu – tłumaczy Jędrzej Górski. – Poprzedni start pozwolił nam zweryfikować, czy aparatura, którą przygotowaliśmy, jest odpowiednia do badań, jakie sobie założyliśmy. Dziś wiem już, że musimy skorzystać z bardziej profesjonalnego sprzętu, by analiza próbek dała nam rozstrzygające wyniki.

W poprzedniej edycji programu eksperyment FREDE składał się ze zbudowanego przez studentów chromatografu. Tym razem w stratosferę miałyby polecieć chromatograf i spektroskop. To pierwsze urządzenie  pomoże wyznaczyć produkty rozpadu freonu, drugie – pozwoli określić prędkość tej reakcji. Eksperyment w stratosferze ma potwierdzić wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych na ziemi. 

- W porównaniu do poprzedniej edycji projektu zamierzamy także zmienić m.in. system pneumatyczny, zainstalować czujnik ozonu i macierz sensoryczną, która pozwoli na dokładniejsze pomiary promieniowania UV – opowiada Jędrzej Górski. – Nowością będzie też zaangażowanie w projekt studentów z innych polskich uczelni i większa współpraca z biznesem. Chcemy razem z jedną z firm wykalibrować detektor chromatografu, by jego pomiary były jak najbardziej precyzyjne. 

Zespół FREDE 2016 tworzą - poza Jędrzejem Górskim - Michał Zwierzyk i Robert Kotwica z Wydziału Mechaniczno-Energetycznego PWr oraz Bartosz Moczała z Akademii Górniczo-Hutniczej i Aleksander Masłowski z Politechniki Warszawskiej. Jeśli ich projekt zakwalifikuje się do finału (o co stara się osiem zespołów, w tym dwa z Polski), przygotują aparaturę, która w październiku przyszłego roku zostanie wysłana balonem w stratosferę.

Wiercenie w kosmosie

Start rakiety REXUS jest z kolei przewidywany na marzec 2017 r. Uczestnicy tej części programu mają więcej czasu na przygotowanie swoich eksperymentów, bo  ich aparatura musi zostać wielokrotnie przetestowana. Ma to zapobiec sytuacji, gdy urządzenia jednego z zespołów zniekształcają wyniki pomiarów innych zespołów albo nawet powoduje problemy podczas startu rakiety, bo np. ma źle wyważony środek ciężkości. 

O zakwalifikowanie do finału REXUS-a stara się 10 studenckich grup. Jedynym reprezentantem naszego kraju jest zespół DREAM (z ang. DRilling Experiment for Asteroid Mining). Jego liderem jest Dorota Budzyń, studentka z Wydziału Mechanicznego z dużym doświadczeniem w międzynarodowych konkursach. Jest członkinią zespołu Space is More oraz koła naukowego Off-Road, w którym buduje robotyczne ramiona łazików Scorpio. Była także członkiem FREDE w poprzedniej edycji programu REXUS/BEXUS.

Jej zespół tworzą Maksymilian Żurman i Adam Bortnowski z Wydziału Mechaniczno-Energetycznego oraz Kamil Sieciński z Wydziału Elektroniki.

Na pokładzie rakiety chcą zbadać proces wiercenia w warunkach bardzo niskiej grawitacji. Jeśli zakwalifikują się do finału, na wykonanie najważniejszej części swojego eksperymentu będą mieli około trzech minut. W tym czasie rakieta osiągnie wysokość ponad 80 km nad ziemią, a na aparaturę w jej wnętrzu będzie oddziaływać mikrograwitacja. 

- I wówczas sprawdzimy, jak zachowują się w takich warunkach odłamki i okruszki powstające w czasie wiercenia, a termopary pozwolą nam zobaczyć rozkład temperatur w badanej próbce. Chcemy też przeanalizować naprężenia w wiertle – opowiada Maksymilian Żurman.

- Większość naszego eksperymentu odbędzie się jednak na ziemi – zaznacza Dorota Budzyń. – Musimy najpierw wybrać, jaki rodzaj próbki wyślemy w rakiecie. Będzie to na pewno któraś z niezbyt twardych skał, na którą zdecydujemy się po serii eksperymentów w warsztacie. Wyniki badań na ziemi zweryfikujemy później z tymi, które uzyskamy w rakiecie.
Studenci muszą przygotować swoją aparaturę tak, by mogła pracować przy przeciążeniu nawet 20 g (dla porównania - w czasie akrobacji lotniczych piloci są poddawani przeciążeniom do 10 g) i zmieścić się w module o wymiarach 330 mm na 220 mm. Ich eksperyment będzie rejestrowany przez kamery, a dane będą też na bieżąco spływać do komputera na ziemi. Wnętrze modułu pokryją lepkim materiałem, by powstające przy wierceniu odłamki zatrzymywały się na nim i nie uszkodziły aparatury. Po lądowaniu rakiety studenci, oprócz przenalizowania dokumentacji, zamierzają także przebadać pod mikroskopem wierconą skałę, której elementy – jak przewidują – ulegną częściowemu spaleniu.

Po grudniowej selekcji studenckie zespoły dostaną maile od organizatorów programu, w których zostaną poinformowane o tym, czy znalazły się w kolejnym etapie. W lutym specjaliści ESA zamierzają już sprawdzić postępy w pracach nad projektami zgłoszonymi do REXUS/BEXUS.

Lucyna Róg

Na zdjęciu: Finał programu Bexus w szwedzkiej Kirunie (fot. Julia Marek)