Najpierw dwutygodniowe warsztaty związane z metodami badawczymi w kontekście grawitacji, a potem cztery tygodnie skupione na etapach „cyklu życia” satelity. To wakacyjne plany Mateusza Boćko, studenta lotnictwa i kosmonautyki na PWr – uczestnika aż dwóch szkół letnich organizowanych w Belgii przez Europejską Agencję Kosmiczną.

Prestiżowe szkoły letnie są prowadzone co roku w ośrodku szkoleniowym Europejskiej Agencji Kosmicznej w Transinne w Belgii. Mogą w nich uczestniczyć studenci i studentki z państw współpracujących z ESA. Żeby się na nie dostać, muszą przejść przez proces rekrutacyjny, wysyłając swoje oceny ze studiów, życiorys, list motywacyjny i list rekomendacyjny.

Warsztaty są prowadzone w ramach ESA Academy – programu edukacyjnego dla studentów. Gwarantują nie tylko sporą dawkę teorii, ale przede wszystkim skupiają się na praktycznym wykorzystaniu zdobytej wiedzy.

Mateusz Boćko, student trzeciego roku lotnictwa i kosmonautyki na Wydziale Mechaniczno-Energetycznym Politechniki Wrocławskiej, zakwalifikował się do dwóch szkół letnich ESA.

Wibracje na pomoc mięśniom?

Za sobą ma już czerwcową ESA/ELGRA Gravity-Related Summer School, organizowaną wspólnie przez Europejską Agencję Kosmiczną oraz European Low Gravity Research Association (ELGRA).

Uczestnicy mieli szansę przyjrzeć się i przeanalizować najróżniejsze aspekty badań prowadzonych w warunkach mikrograwitacji i hipergrawitacji. Czekały na nich wykłady specjalistów i praca zespołowa nad propozycją własnych badań.

– Moja drużyna opracowała propozycję badań dotyczących ograniczenia wpływu mikrograwitacji na utratę masy mięśniowej – opowiada Mateusz.

Jak tłumaczy, kosmonauci podczas czterotygodniowego pobytu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej mogą stracić nawet do 20 proc. masy mięśniowej. A to bardzo dużo.

Badanie zaproponowane przez zespół opiera się na wprowadzeniu do zwykłego treningu siłowego wibracji o określonej częstotliwości. Analiza danych zebranych w trzech grupach (bez treningu siłowego i wibracji, tylko z treningiem siłowym oraz z treningiem siłowym i wibracjami) pozwoliłaby na potwierdzenie hipotezy, czy wibracje mogą znacznie poprawić utrzymanie masy mięśniowej. Studenci i studentki zaproponowali, by przeanalizować objętości mięśni, siły badanych oraz ich składu/położenia włókien mięśniowych (tzw. Muscle Fibre Composition).

– Szkoła letnia przygotowuje nas do samodzielnego opracowania koncepcji eksperymentu, znalezienia odpowiedniej platformy, na której eksperyment zostanie zrealizowany, zdobycia dofinansowania (głównie w ramach programów ESA) i wreszcie rozwoju eksperymentu – od pomysłu, do próby generalnej przed przeprowadzeniem go na wskazanej platformie – opowiada Mateusz. – Obecnie opracowaliśmy eksperyment teoretycznie i rozmawiamy z wybranymi instytucjami o możliwościach zrealizowania go.

Mateusz w ramach pracy nad eksperymentem zajął się inżynierią systemów. Był m.in. odpowiedzialny za dobranie klatki dla szczurów, które miałyby uczestniczyć w badaniach, stworzenie odpowiedniej bieżni czy opracowanie i włączenie w system urządzenia generującego wibrację.

Nasz student był jedynym reprezentantem PWr w tych warsztatach i jednym z dwóch uczestników z Polski.

Chłodzenie satelity

Z kolei w sierpniu Mateusz zacznie ESA Academy’s CubeSat Summer School. Jak podkreśla Europejska Agencja Kosmiczna, omówiony zostanie tam cały „cykl życia” projektu misji satelitarnej, od projektu po weryfikację, wystrzelenie i eksploatację. Uczestnicy przyjrzą się kwestiom prawnym, cyberbezpieczeństwu i ekonomicznym aspektom projektów kosmicznych. Spory nacisk zostanie położony także na przedsiębiorczość kosmiczną – mentorzy będą oferować wsparcie w opracowaniu metod przekształcenia CubeSata w realny i dochodowy biznes.

– Udział w szkołach letnich ESA to dla mnie szansa na rozwój w kontekście mojej pracy inżynierskiej – opowiada Mateusz. – Opracowuję właśnie projekt pasywnego systemu chłodzenia układów elektronicznych dla satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej. Ma on utrzymać dopuszczalny zakres temperatur płytek obwodu drukowanego, które stanowią krytyczny komponent satelity. Sposobem na uzyskanie tego rezultatu, który proponuję, jest wykorzystanie pulsacyjnych rurek ciepła, tzw. PHP, i radiatora.

Obecnie student jest na etapie weryfikacji swojej koncepcji, przeprowadzając symulacje, a także określając tzw. interfejsy termiczne (czyli „punkty styku” pomiędzy kolejnymi komponentami systemu).

– Jednym z wyzwań, przed którymi stoję, jest zapewnienie bezpiecznej pracy systemu w każdym etapie misji satelity – dodaje Mateusz. – Jeszcze przed właściwą misją satelitę wynosi rakieta i proponowany przeze mnie system musi wytrzymać m.in. drgania i przeciążenia. Do tego na orbicie mamy część zacienioną z niskimi temperaturami i część nasłonecznioną z wysokimi. System kontroli cieplnej musi zapewniać bezpieczny zakres temperatur pracy określonych komponentów w obu przypadkach.

Swoją pracę inżynierską student przygotowuje pod opieką dr. inż. Andrzeja Nowaka z Katedry Termodynamiki i Odnawialnych Źródeł Energii.

Przyszłość? Sektor kosmiczny

Mateusz w przyszłości planuje rozwijać się, pracując w sektorze kosmicznym. Dlatego korzysta z wielu szans na zdobywanie nowej wiedzy i umiejętności. Za sobą ma już m.in. szkolenie Satellite Design Phases 0/A/B (organizowane przez Agencję Rozwoju Przemysłu i Politechnikę Warszawską). Brał także udział w inicjatywie Europejskiej Agencji Kosmicznej Direction/Earth Space Creative Campus, w ramach której odpowiadał za wykorzystanie danych satelitarnych w projekcie związanym ze stresem miejskim.

Uczestniczył również w konferencji naukowej GEO Week 2023 w Kapsztadzie w RPA, gdzie realizował projekt wspierający mniej zamożne społeczności w zakresie monitorowania zanieczyszczenia powietrza.

lucy