EagleEye – satelita, który wprowadza Polskę na nowe orbity technologii

Rozwój polskiego sektora kosmicznego

Polska coraz śmielej manifestuje swoje ambicje w sektorze kosmicznym, co doskonale ilustruje projekt satelity EagleEye. Satelita ten, będący efektem współpracy Creotech Instruments, Scanway oraz Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, to wyraz znaczącego postępu wpisujący Polskę na listę krajów tworzących zaawansowane technologicznie systemy satelitarne do obserwacji Ziemi. Ważący ponad 50 kg EagleEye, wyposażony jest w innowacyjne rozwiązania umożliwiające obserwację Ziemi z bardzo niskiej orbity (VLEO), co znacząco poprawia jakość obrazowania.

Grzegorz Kasprowicz z Creotech Instruments podkreśla, że „większość satelitów budowanych dotąd w naszym kraju to urządzenia bazujące na prostych komponentach, które były tworzone w standardzie CubeSat. Polski wkład ograniczał się głównie do oprogramowania i pewnych modułów, które nie miały własnego napędu ani zaawansowanego systemu zarządzania energią”. Wyjaśnia również, że działanie tych satelitów zależne było od nasłonecznienia, a ich systemy pozycjonowania opierały się na prostszych technologiach, takich jak interakcja z polem magnetycznym Ziemi.

Dodatkowo Grzegorz Kasprowicz zwraca uwagę, że „architektura tych satelitów była bardzo ograniczona, co skutkowało wykorzystaniem podstawowych interfejsów i niewielkiej mocy obliczeniowej, typowej dla platformy Arduino”. Podkreśla on także, że „małe satelity miały znaczące bariery energetyczne, które narzucały istotne restrykcje na ich funkcjonalność, ograniczając działanie do prostych zadań, takich jak sporadyczne przesyłanie zdjęć. 

W tym kontekście EagleEye wyróżnia się nowoczesnymi rozwiązaniami, które zapewniają znacznie rozszerzone zdolności generowania i przechowywania energii na pokładzie. Posiada on również zaawansowane funkcje, takie jak precyzyjny pomiar i kontrola orientacji, które są kluczowe dla misji obserwacyjnych. Dzięki temu EagleEye jest ważnym elementem w strategii rozwoju krajowej gospodarki kosmicznej.

Unikalność i innowacyjność EagleEye

EagleEye wyróżnia się na tle innych rodzimych satelitów również zaawansowaną technologią obserwacji Ziemi. Został on wyposażony w teleskop optyczny zaprojektowany przez firmę Scanway. To pierwszy polski satelita, który oferuje wysoką rozdzielczość obrazowania, co otwiera przed naszym krajem nowe możliwości w zakresie monitorowania środowiska, zarządzania kryzysowego, czy bezpieczeństwa państwa.

Grzegorz Kasprowicz podkreśla, że kluczowym elementem konstrukcji EagleEye jest zastosowanie platformy HyperSat, która pełni rolę podstawowej infrastruktury dla kluczowych systemów i operacji satelity. „HyperSat działa jak baza, na której można instalować różnorodne 'ładunki'. Podejście to znacznie zwiększa elastyczność i pozwala na szybsze dostosowywanie satelity do zmieniających się wymagań misji”.

Satelita EagleEye, bazując na nowoczesnej, modularnej architekturze zbudowany jest zgodnie ze standardami European Cooperation for Space Standardization (ECSS), co zapewnia równolegle zgodność z najwyższymi wymaganiami Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Takie podejście, pomimo iż na początku zwiększa koszty, minimalizuje ryzyko i pozwala na projektowanie coraz bardziej zaawansowanych misji.

Modularna natura satelity EagleEye pozwala na łatwe wprowadzanie zmian i modernizacji, co jest odpowiedzią na szybko zmieniające się warunki technologiczne i operacyjne. — Możliwość szybkiej adaptacji i modyfikacji poszczególnych komponentów bez konieczności projektowania nowego satelity od podstaw to ogromna zaleta, która otwiera przed EagleEye nowe perspektywy w przyszłości — dodaje Grzegorz Kasprowicz.

EagleEye jest największym i najbardziej zaawansowanym satelitą zbudowanym dotychczas w historii naszego kraju. Jego masa jest porównywalna z masą wszystkich kilkunastu polskich satelitów wyprodukowanych od początku krajowego udziału w eksploracji kosmosu. – Wyróżnia się również tym, że powstał na terenie Polski przy zaangażowaniu krajowych firm, budując jednocześnie narodowe kompetencje w zakresie tworzenia małych satelitów. Jego konstrukcja oraz większość komponentów są wytwarzane lokalnie. Wszystkie moduły elektroniczne także zostały wyprodukowane w Polsce. — wyjaśnia Kasprowicz, dodając: – Gdy problemem okazały się być na przykład dostępne na rynku układy kontroli orientacji i położenia (AOCS – Attitude and Orbit Control System), które nie spełniały naszych specyficznych wymagań operacyjnych, to zdecydowaliśmy się opracować własny komputer systemu kontroli orientacji i położenia satelity (AOCS), który pozwala na modyfikowanie algorytmów i dostosowywanie ich w trakcie misji na orbicie.

Wyzwania i przyszłość

Budowa i integracja satelity EagleEye to do tej pory jedno z najbardziej ambitnych przedsięwzięć polskiego sektora kosmicznego. Satelita, pracujący na bardzo niskiej orbicie, musi sprostać wyjątkowym wyzwaniom technicznym związanym z wpływem resztkowej atmosfery Ziemi. — Musimy upewnić się, że satelita może stabilnie utrzymać swoją orientację oraz zapewnić wysoką rozdzielczość obrazowania — mówi Grzegorz Kasprowicz.

Grzegorz Kasprowicz zwraca uwagę, że kluczowym wyzwaniem dla projektu było opracowanie elastycznej, modułowej konstrukcji satelity, umożliwiającej zastosowanie w różnych rodzajach misji, o różnym charakterze. „Tradycyjne, zamknięte architektury ograniczały naszą elastyczność. Wybraliśmy otwarty standard SpaceVPX, który i tak wymagał od nas pewnych modyfikacji i implementacji własnych rozwiązań”.

Drugie znaczące wyzwanie dotyczyło certyfikacji wszystkich komponentów zgodnie ze standardami ECSS i ESA. — Elektronikę, którą produkowaliśmy w naszej firmie, mamy certyfikowaną. Jeżeli chodzi o inne komponenty, postanowiliśmy wykorzystać tylko takie, które były dostępne na rynku i spełniały standardy ESA. Trzeba podkreślić, że sam proces certyfikacji zgodnie z normami Europejskiej Agencji Kosmicznej jest długotrwały i drogi. Dlatego zdecydowaliśmy się na inne rozwiązanie. — wyjaśnia Kasprowicz.

Znaczącym wyzwaniem była także potrzeba przeskalowania firmy. – Na początku projektu byliśmy małą spółką. Nagle pojawiła się konieczność stworzenia systemu zarządzania zdolnego do obsługi tak kompleksowego przedsięwzięcia. Musieliśmy stworzyć nowe poziomy organizacyjne i komórki funkcjonalne, co było kluczowe do dalszego prowadzenia zaawansowanych projektów kosmicznych — dodaje Kasprowicz.

Długoterminowy wpływ EagleEye na polski sektor kosmiczny

Misja satelity EagleEye będzie stanowiła kamień milowy w rozwoju polskiego sektora kosmicznego. Grzegorz Kasprowicz wskazuje na długoterminowy wpływ, jaki może mieć ten projekt na krajową naukę i technologię. ”Satelita EagleEye, jako flagowy projekt, ma nie tylko wzmocnić pozycję Polski w kosmosie, ale również inspirować kolejne pokolenia inżynierów i naukowców do dalszego rozwoju technologii kosmicznych w kraju”.

Ponadto Kasprowicz podkreśla, że zaangażowanie Polski w budowę pełnego łańcucha dostaw i realizację pełnowartościowej misji satelitarnej stanowi znaczący dowód na kompetencje technologiczne kraju w sektorze kosmicznym.

— To będzie istotny wzorzec, prawdziwy przełom, który udowodni możliwości naszej technologii. EagleEye osiąga standardy, które do tej pory były zarezerwowane dla znacznie większych satelitów. Dodatkowo nasza decyzja o wejściu na bardzo niską orbitę, gdzie konieczne jest ciągłe działanie silnika, aby utrzymać pozycję satelity, również stanowi innowację. Misja rozpocznie się od umieszczenia EagleEye na orbicie ok. 510 km, skąd nastąpi właśnie manewr zejścia satelity na bardzo niską orbitę (VLEO – ang. Very Low Earth Orbit) o wysokości ok. 350 km. To tam ostatecznie nastąpi sprawdzenie możliwości jego operowania i obrazowania Ziemi. Mamy nadzieję, że standard SpaceVPX, który proponujemy, zostanie przyjęty, a nawet ratyfikowany przez ESA — dodaje Grzegorz Kasprowicz.