Kuźnia projektów

Kosmiczne sprzęgło

Specjalistyczny element, który łączy moduły satelity lub sondy kosmicznej oraz tłumi mogące ją uszkodzić drgania – to efekt projektu badawczo-rozwojowego zrealizowanego z Funduszy Europejskich.

Obiekty poruszające się w przestrzeni kosmicznej narażone są na różnego rodzaju wibracje czy wstrząsy – może je spowodować np. uderzenie meteorytu lub przejście satelity z cienia Ziemi w światło słoneczne. Statki kosmiczne zwykle zbudowane są modułowo. Umieszczenie sprzęgieł w odpowiednich miejscach konstrukcji ma sprawić, że te nieoczekiwane drgania będą tłumione w jak najlepszy i najszybszy sposób.

Sposób na drgania

– Chodziło nam o opracowanie nowatorskich sprzęgieł, które działają w sposób adaptacyjny, a więc dostosowują się do warunków pracy całej konstrukcji – opowiada o celach projektu Przemysław Kołakowski, prezes firmy Adaptronica Sp. z o.o. Inaczej mówiąc, w momencie kiedy następuje nagły wstrząs, taki łącznik pomiędzy różnymi częściami konstrukcji przejmuje dużą jego część i sprawia, że reszta konstrukcji nie jest narażona na szok.

Sprzęgło rotacyjne do tłumienia drgań swobodnych w konstrukcjach szkieletowych, fot. Mirosław Sosnowski

 

Adaptronica to istniejąca od 10 lat firma badawczo-rozwojowa zatrudniająca 15 inżynierów. Założył ją zespół naukowców pracujących wcześniej w Instytucie Podstawowych Problemów Techniki PAN w Warszawie. Sześć lat temu, gdy Polska przystąpiła do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), była jedną z pierwszych rodzimych firm, które nawiązały z nią współpracę. Od tego czasu firma podpisała z ESA już cztery kontrakty na opracowanie różnego rodzaju innowacyjnych rozwiązań przeznaczonych dla przemysłu kosmicznego.

Tworzący spółkę naukowcy nie tylko pracują nad nowymi rozwiązaniami, ale też rozwijają i znajdują zastosowania dla wcześniej wymyślonych przez siebie koncepcji. Tak jest w przypadku tego projektu – urządzenie bazuje na strategii tłumienia drgań, którą opracowali jeszcze przed założeniem firmy, a teraz mieli okazję zastosować ją w praktyce. Jest to tzw. koncepcja PAR (ang. Prestress-Accumulation-Release), czyli strategia pozwalająca na tłumienie drgań wywołanych impaktem w ustrojach szkieletowych. Wypracowane rozwiązanie ma zapewnić konstrukcji satelity, a przede wszystkim zamontowanym na nim urządzeniom wizyjnym czy pomiarowym dłuższą żywotność i większą dokładność. Z perspektywy biznesowej celem projektu jest zaś wejście Adaptroniki do łańcucha poddostawców, którzy są liderami branży kosmicznej na świecie.

Sprzęgło liniowe do tłumienia drgań swobodnych w konstrukcjach szkieletowych, fot. Mirosław Sosnowski

 

Tylko dla orłów

Chociaż rozwiązanie to zaprojektowane zostało z myślą przede wszystkim o przemyśle kosmicznym, może znaleźć także liczne zastosowania naziemne, np. do stabilizacji obrazu, tłumienia drgań maszyn przemysłowych czy urządzeń w bioinżynierii. To jednak na razie jeszcze pieśń przyszłości. Najbliższe – co niestety nie oznacza, że bardzo bliskie – plany związane są z kosmosem. Branża kosmiczna ma swoją specyfikę. W tej dziedzinie komercjalizacja pomysłu nie następuje szybko. Określone są kolejne poziomy gotowości, które musi przejść każdy podzespół wchodzący w skład statku kosmicznego czy satelity, aby mógł zostać wykorzystany przy jego budowie. Tych poziomów jest dziewięć. Ich osiągnięcie jest uzależnione m.in. od tego, w jakich warunkach przeprowadzono testy. Trzeba wyczerpać wszystkie możliwości – od symulacji komputerowych poczynając, poprzez zwykłe laboratorium, laboratorium integratora, w którym rozwiązanie testowane jest wspólnie z innymi elementami konstrukcji, aż po specjalistyczne laboratorium zapewniające warunki zbliżone do tych panujących w kosmosie.

Badania potrzebne do tego, by osiągnąć najwyższy, czyli dziewiąty, wymagany poziom, są bardzo drogie. Prototyp stworzony przez polską firmę – podobnie zresztą jak poprzednie opracowania tworzone przez nią na zlecenie ESA – jest na poziomie czwartym. Osiągnięcie kolejnych pięciu szczebli oznacza perspektywę kolejnych kilku lat pracy – pod warunkiem, że prototypem uda się zainteresować większego gracza – firmę z branży kosmicznej, która zdecyduje się zaangażować w projekt. Rozmowy z takim potencjalnym klientem Adaptronica już toczy. Jest nim francusko-włoski koncern Thales Alenia Space, z którym firma współpracowała przy poprzednich projektach robionych na zlecenie ESA.

Jedną z dziedzin, którymi zajmuje się Adaptronica, jest wibroakustyka. To specjalizacja zarazem wąska i bardzo szeroka, gdyż dotyczy wielu branż gospodarki. Oprócz projektów badawczych firma zajmuje się świadczeniem specjalistycznych usług, np. pomiarami drgań konstrukcji budowlanych. Zapotrzebowanie na tego typu doradztwo, choć teoretycznie powinno być bardzo duże, w praktyce nie przekłada się na zbyt wielki popyt na polskim rynku. W większości tradycyjnych branż, jeśli już jest potrzebne, to najczęściej w sytuacjach kryzysowych (np. w obliczu katastrofy budowlanej), rzadko w formie prewencji. Szansą na rozwój firmy jest współpraca z tymi gałęziami przemysłu, które do tej dziedziny przykładają dużą wagę. Są to głównie branża kosmiczna i przemysł lotniczy. W przypadku tej drugiej dziedziny przykładem projektu, który Adaptronica realizuje, są prace nad rozwiązaniem służącym do awaryjnego lądowania dla dronów, dofinansowane z Funduszy Europejskich w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój. Projekt taki jak ADAC to z kolei dla firmy szansa na dalsze budowanie zarówno swoich kompetencji, jak i obecność w przemyśle kosmicznym.

 

Krzysztof Orłowski

 

Projekt: System ADAC do stabilizacji drgań w konstrukcjach satelitów

Działanie 1.2 Działalność badawczo-rozwojowa przedsiębiorstw

Całkowita wartość projektu: 1,4 mln zł

Dofinansowanie z RPO WM: 1 mln zł