Badania z PW podbijają świat kosmonautyki

Nasi studenci, doktoranci i pracownicy od lat rozwijają kosmiczne projekty. Efektami swoich najnowszych prac podzielili się podczas 73. Międzynarodowego Kongresu Astronautycznego. Reprezentanci Politechniki opowiadali tam o rakietach, badaniach Ziemi, systemach łączności i zasilania w kosmosie oraz ciekawym wykorzystaniu sztucznej inteligencji.

Studenci i doktoranci pojechali na kongres z sześcioma tematami.

Co łączy mapy i sztuczną inteligencję?

Szymon Bogus podzielił się pomysłem na tworzenie precyzyjnych map na podstawie zdjęć satelitarnych. Wyzwaniem są tutaj wszechobecne pojazdy, które zasłaniają przestrzeń. Student PW znalazł na to rozwiązanie.

 – Przy wykorzystaniu dwóch modeli głębokiego uczenia udało mi się wykryć i usunąć samochody ze zdjęć satelitarnych oraz zrekonstruować obraz tak, aby miejsce aut zastąpić tym, co powinno się pod nimi znajdować – opowiada Szymon Bogus.

Pomysł powstał w ramach projektu dydaktycznego pt. „Development of an Improved Educational Curriculum with Focus on Artificial Intelligence in Aerospace Industry”, sponsorowanego przez The Boeing Company i kierowanego przez dr. inż. Macieja Zasuwę z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa PW.

Więcej o projekcie piszemy w tekście na naszej stronie i publikacji „Detection and removal of cars from satellite imagery of urban areas with image reconstruction using deep learning techniques”.

Rakieta i misja balonowa

O rakiecie budowanej przez zespół ze Studenckiego Koła Astronautycznego opowiadał Szymon Małecki.

– Referat powstał na podstawie wieloletnich doświadczeń SKA oraz konstrukcji rakiety Grot, która w 2019 roku ustanowiła rekord Polski w wysokości lotu rakiety amatorskiej, osiągając pułap 18,5 km – wyjaśnia student PW. – Aktualnie pracujemy nad rozwojem konstrukcji w ramach programu Grot. Program ten polega na opracowaniu konstrukcji rakiety wielostopniowej (trzy stopnie główne i dwa silniki pomocnicze), zdolnej do osiągnięcia apogeum 100 kilometrów, czyli umownej granicy kosmosu.

O szczegółach pracy naszych studentów można poczytać w artykule „The Challenges of Designing a Student Sounding Rocket For a 100 km Apogee”.

Inny projekt Studenckiego Koła Astronautycznego – TOTORO – prezentował Ryszard Zawiła. To pomysł, który bierze udział w międzynarodowej kampanii REXUS/BEXUS, umożliwiającej studentom prowadzenie badań z wykorzystaniem balonów stratosferycznych i rakiet.

Zespół z PW opracowuje rozwiązanie, które ma sprawdzić, czy przy użyciu systemu wyniesionego do stratosfery można zarejestrować fale elektromagnetyczne o niskiej częstotliwości występujące ponad jonosferą. To nowość, bo do takich badań stosuje się instrumenty satelitarne.

– Mówiłem o tym, co chcemy zarejestrować w trakcie misji, opisywałem sam program REXUS/ BEXUS oraz opowiadałem, jak projekt jest zbudowany – mówi Ryszard Zawiła. – Na konferencję pojechało pięć osób z projektu: ja, Maurycy Ciarka, Gabriela Jas, Rafał Mystkowski i Tomasz Miś, ale nasz zespół jest większy.

Zespół i projekt można lepiej poznać, czytając artykuł „TOTORO Project: Student mission showing feasibility of studying Earth's magnetosphere on board a stratospheric balloon”.

Od łączności do zasilania

Trzy tematy podczas Międzynarodowego Kongresu Astronautycznego prezentował nasz doktorant Tomasz Miś.

– W referacie „Lower radio frequency signals' existence and potential usefulness in space” pokazałem, iż sygnały radiowe na falach długich (np. polskie 225 kHz) mogą być skutecznie odbierane na wysokościach orbitalnych i używane np. do przekazywania wysoko dokładnych wzorców czasu i częstotliwości oraz różnorodnych sygnałów specjalnych – wyjaśnia Tomasz Miś.

Oprócz tego zaprezentował wyniki projektu GLACiER, prowadzonego w ramach programu Swiss Space Center i Europejskiej Agencji Kosmicznej IGLUNA.

– Pokazałem konstrukcję, sposób działania i wyniki prób systemu umożliwiającego łączność radiową na dużym obszarze powierzchni Księżyca przy pomocy fal długich, nadawanych z wielkoobszarowych anten pętlowych – tłumaczy nasz doktorant, a szczegółowo opisuje to w artykule „The design and development of low frequency communication for lunar surface operations”.

Tomasz Miś opowiedział także o bezpośredniej konwersji naturalnego promieniowania jądrowego (alfa, beta, gamma) na energię elektryczną w niewielkich urządzeniach.

– Są one zdolne dostarczać dodatkową energię elektryczną do małych satelitów i w przyszłości stanowić poważną konkurencję dla generatorów termicznych radioizotopowych (RTG) – zaznacza doktorant PW, a więcej o tym napisał w publikacji „Nuclear batteries as potential power source for future spacecraft”.

Międzynarodowy Kongres Astronautyczny to najstarsze i największe na świecie wydarzenie targowo-konferencyjne poświęcone sektorowi kosmicznemu. Tegoroczna impreza odbyła się we wrześniu w Paryżu.