Wiertarka studentów PWr pracowała w kosmosie [FILM]

Wiertarka wrocławskich naukowców pracowała w kosmosie, by sprawdzić jak przebiega wiercenie w stanie nieważkości i czy da się przechwycić lewitujący materiał z wiercenia. Rakieta po locie na wysokość 86 kilometrów już wróciła na ziemię, teraz czas na odczytywanie zapisów z kamer i czujników, i wyciąganie wniosków. A po co wiercić na asteroidach? - Wiemy, że są tam takie surowce jak złoto, platyna, tantal. To są pierwiastki, które są naprawdę drogie na ziemi, trudne do wydobycia - tłumaczy Jędrzej Kowalewski, współautor wiertarki. 

Kowalewski, dodaje, że Polacy mają duże doświadczenie w wierceniu. -Chcemy to przenieść na mianownik kosmiczny, czyli na coś, co faktycznie jest bardzo atrakcyjne, ale też bardzo przyszłościowe. Możliwe, że ludzkość rozprzestrzeni się w Układzie Słonecznym, a nie będzie siedzieć ciągle na jednej skale - wyjaśnia konstruktor.

POSŁUCHAJCIE CAŁEJ ROZMOWY

Do udziału w inicjatywie REXUS/BEXUS studenci z koła naukowego Tribo zakwalifikowali się jesienią 2015 r. Program dla akademickich zespołów organizują wspólnie ESA, czyli Europejska Agencja Kosmicznej, SNSB - Szwedzka Krajowa Rada ds. Przestrzeni Kosmicznej i DLR - Niemiecka Agencja Kosmiczna.

Co się dzieje, gdy nie ma grawitacji?

"Kiedy wiercimy w czymś na Ziemi, wiemy, co stanie się odłamkami czy drobinami materiału, w który się wwiercamy. Wszystkie opadną, bo działa na nie grawitacja. Ale jak będzie wyglądał ten sam proces w kosmosie? Nikt tego do tej pory dokładnie nie zbadał" – opowiadała przed startem Dorota Budzyń, liderka projektu DREAM (od DRilling Experiment for Asteroid Mining).

"Przeanalizowanie tego jest bardzo ważne w kontekście dalszej eksploracji kosmosu. Wiedząc, co dzieje się z odłamkami skały, będziemy w stanie projektować lepsze sprzęty np. do pobierania urobku w kosmosie, ale nie tylko. Takie analizy mogą się przydać także w wielu innych przypadkach. Wystarczy choćby przypomnieć sobie ostatnią misję Rosetta. Sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej weszła na orbitę wokół jądra komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. Jej lądownik, Philae, po raz pierwszy w historii wylądował na powierzchni komety. Miał z tym jednak duże problemy. Jego kotwy miały wbić się w podłoże i jednocześnie wwiercić się w nie i okazało się to bardzo trudne. Wiedza na temat wiercenia w kosmosie pozwoli branży kosmicznej lepiej przygotować się na takie sytuacje."

Koen De Beule, mentor zespołu DREAM oddelegowany do tego zadania przez ESA, także podkreśla, że projekt, który realizują młodzi badacze z Politechniki Wrocławskiej, jest pionierski. – Ludzkość jest u progu eksplorowania nowych planet. Istotnym elementem tej eksploracji będzie wiercenie i wydobycie. Dlatego tak ważne jest, by rozwijać badania na tym polu, tak jak proponuje to zespół DREAM – zaznacza ekspert ESA.

Na czym polega eksperyment studentów?

Studenci, projektując komorę, w której dojdzie do wiercenia, musieli wziąć pod uwagę dziesiątki różnych ograniczeń. Jednym z najważniejszych było to, że ich eksperyment jest jednym z czterech, jakie znajdą się na pokładzie rakiety wzbijającej się w powietrze. Dlatego musi mieścić się w normach narzuconych każdemu zespołowi przez ESA.

W praktyce oznacza to, że aparatura nie mogła przekroczyć określonej wagi – sześciu kilogramów – i musiała zmieścić się w module o wymiarach 330 mm na 220 mm. Miała być także dostosowana do konieczności funkcjonowania przy przeciążeniu nawet do 20 g (dla porównania – w czasie akrobacji lotniczych piloci są poddawani przeciążeniom do 10 g).

Testy i współpraca kluczowe

Prace nad całym projektem trwały półtora roku, bo wszystkie studenckie eksperymenty musiały przejść szereg testów. "Dużym wyzwaniem było chociażby dostosowanie urządzeń poszczególnych zespołów tak, by mogły przeprowadzać swoje eksperymenty, nie zakłócając pracy pozostałych. W czasie testów mieliśmy problemy np. ze wzajemnym zakłócaniem komunikacji, a nawet z zasilaniem. Okazało się, że dla jednej z grup bardzo istotne jest uruchamianie poszczególnych eksperymentów w konkretnej kolejności, w przeciwnym wypadku w ich urządzeniu pojawiał się duży skok napięcia." – opowiada Dorota Budzyń. 

Moduły z aparaturami przechodziły także testy wibracyjne oraz testy, w czasie których specjaliści ESA sprawdzali, gdzie znajduje się środek ciężkości modułu, a następnie przykręcali niewielkie blaszki. Dzięki nim wyznaczali środek ciężkości w takim miejscu, by trajektoria lotu rakiety była właściwa.

DREAM TEAM

W zespole działa siedmioro studentów i absolwentów PWr. Oprócz Doroty Budzyń DREAM tworzą: Artur Błaszczyk, student Wydziału Elektrycznego, Jędrzej Kowalewski i Mikołaj Podgórski, absolwenci uczelni, Konrad Pleban i Kamil Sieciński, studenci Wydziału Elektroniki oraz Maksymilian Żurman, student Wydziału Mechaniczno-Energetycznego. Opiekunem grupy jest dr inż. Piotr Kowalewski z Wydziału Mechanicznego PWr.