Materiały konferencyjne

Materiały konferencyjne

Sebastian Szybka 

Uniwersytet Jagielloński

Z teorii względności Einsteina wynika, iż przestrzenna odległość pomiędzy dwoma zdarzeniami nie ma bezpośredniego fizycznego sensu. Pomimo to w astronomii często mówi się o zdarzeniach zachodzących w określonej odległości. Na przykład, w zeszłym roku poinformowano nas o obserwacji zderzenia gwiazd neutronowych, które miało miejsce pół miliarda lat świetlnych od nas.  Podczas swojego wykładu wyjaśnię co astronomowie mają na myśli mówiąc o ,,odległościach” oraz opowiem o typowych nieporozumieniach związanych z tym zagadnieniem.

Roy Lichtenheldt

Current planetary exploration vehicles are bound to fairly easy terrain. This is mostly due to restrictions by wheeled locomotion, which prohibits larger obstacle crossings and traversal of very soft sand. As space mining would involve exploration of more demanding terrain like craters, steep slopes with soft material and break down, as well as planetary underground environments, smaller more agile rover systems with enhanced obstacle traversabilty are needed.

One key to success of the development of such systems is the simulation and optimization, beginning with the earliest design studies. Thereby, especially the interaction with deformable soils is still a demanding task and not yet fully solved. In the talk, an introduction to DLR’s terramechanics model portfolio ranging from real-time capable simple models to high fidelity but computationally slower particle models will be given. Later on, the focus will be shifted to a novel rover system with rimless wheels called “Scout” whos design is based on the models mentioned above. Its system structure and suitability to explore the planetary underground will be explained. Furthermore, the measures to improve the robustness of the Scout will be highlighted.

Given these points, a way towards simulation driven, robotic exploration of future space mining sites will be proposed.

Przemysław PUSTUŁKA, Jakub STELMACHOWSKI

Większość surowców dostępnych na Księżycu jak np. woda, wodór czy tlen jest
związana z minerałami w regolicie księżycowym. Będą to cenne związki w kontekście
przyszłej bazy księżycowej stanowiące bardzo ważny element systemów podtrzymywania
życia oraz systemów napędowych. Zapotrzebowanie na tlen na Księżycu jest oszacowane
na 1 000 kg na rok w początkowej fazie rozwoju bazy księżycowej oraz na 10 000 kg na rok
w późniejszym okresie, gdy baza się będzie rozrastać. Występowanie minerałów
zawierających tlen jest powszechne w regolicie księżycowym. Najbardziej atrakcyjnym
minerałem z punktu widzenia produkcji tlenu jest ilmenit (FeTiO3), ze względu na
relatywnie duży udział masowy tlenu. Wiele technologii zostało rozwiniętych do tej pory
w celu ekstrakcji tlenu z regolitu, a najpopularniejszą jest technologia wykorzystująca
redukcje regolitu wodorem w odpowiednich zakładach przeróbczych. Jednak aby uzyskać
tlen z księżycowego regolitu, musi on najpierw zostać wydobyty oraz przetransportowany
przez odpowiednie maszyny do wspomnianego zakładu przeróbczego.
Wydobycie surowców księżycowych jak również wszelkie związane z tym procesy będą
bazować na rozwiązaniach ziemskich. Jednym z najbardziej popularnych układów
technologicznych do wydobycia i transportu surowców w ziemskim górnictwie
odkrywkowym jest układ koparka jednonaczyniowa – wozidło technologiczne, który
zapewnia wysoki poziom uniwersalności, elastyczności oraz nie generuje dużych kosztów
inwestycyjnych. Wykorzystanie systemów bazujących na tym układzie są jednym z
proponowanych do wykorzystania na Księżycu oraz rozwijane w postaci projektów
CRATOS, RASSOSR 2.0 czy PACKMOON. Jedną z miar efektywności takiego układu jest jego
czas cyklu pracy, który odnosi się do całkowitego czasu jaki jest potrzebny, aby
przeprowadzić dany proces (w tym przypadku wydobycie oraz transport) od początku do
końca. Znając czas cyklu powyższych procesów, możliwe jest oszacowanie wydajności
wydobycia oraz transportu, oszacowanie jak długo dany proces będzie trwał oraz jak dużo
maszyn jest potrzebnych, aby zostały spełnione wymagania dot. zapotrzebowania na dany
surowiec. Dodatkowo jest to cenne narzędzie do monitorowania danego procesu, a
następnie jego optymalizacji oraz co za tym idzie zwiększenia oszczędności i
produktywności.

Projekty RaCER oraz PROACT przeprowadzone przez PIAP Space, pozwalają i pozwolą
zrozumieć naturę oraz ograniczenia związane z wykorzystaniem takiego systemu w
środowisku księżycowym. Bazując na wynikach projektów oraz powiązanej z tematem
literaturze, możliwe jest oszacowanie czasu cyklu wcześniej wspomnianych procesów, a
w związku z tym oszacowanie jak dużo czasu jest potrzebne, aby dostarczyć odpowiednią
ilość regolitu (1 000kg oraz 10 000 kg) by wyprodukować wymaganą ilość tlenu oraz jak
daleko może znajdować się obszar wydobywczy od zakładów przeróbczych w zależności
od prędkości łazika transportującego regolit oraz pojemności łyżki koparki.

Przemysław Młynarczyk, Damian Brewczyński

Odwzorowanie zjawisk i procesów związanych z rozpraszaniem pyłów i innych
cząstek stałych w warunkach odmiennych od tych panujących na ziemi jest zadaniem
trudnym bądź też niemożliwym do wykonania w laboratoriach znajdujących się na ziemi. Problem dotyczący innych parametrów otoczenia wynikających z innej gęstości i składu
atmosfery bądź jej braku jest dosyć prosty do rozwiązania w warunkach laboratoryjnych
natomiast zniwelowanie efektu grawitacji ziemskiej jest już zadaniem o wiele bardziej
skomplikowanym a często niemożliwym do zrealizowania. Wykorzystanie symulacji DEM
do opisu zachowania cząstek w warunkach grawitacyjnych i atmosferycznych
odmiennych od ziemskich może być narzędziem pozwalającym na o wiele tańsze i
szybsze optymalizowanie elementów maszyn i urządzeń oraz sposobu ich pracy w tym
środowisku. Szczególnym możliwym zastosowaniem symulacji DEM może być
wykorzystanie tego typu oprogramowania do modelowania pracy maszyn górniczych – zarówno tych pracujących w warunkach ziemskich jak i również pozaziemskich. W
referacie zostaną zaprezentowane możliwe zastosowania i sposób wykorzystania tego
typu oprogramowania w sektorze kosmicznym. Szczególnym przypadkiem jest
prezentacja możliwości modelowania pozyskiwania wierzchniej warstwy gleby (np. Regolitu) w warunkach obniżonej grawitacji. Z przeprowadzonych do tej pory symulacji
wynika, że tego typu modelowanie może znacząco przyśpieszyć rozwój maszyn
górniczych stosowanych w przemyśle kosmicznym. Modelowanie DEM ma jednak jedną
bardzo wielką wadę: tego typu symulacje potrzebują i wykorzystują bardzo dużo
zasobów komputerowych. POSSIBILITIES OF USING

Paweł Mazurek

Górnictwo kosmiczne to jeden z najważniejszych tematów astronautyki ostatnich kilkunastu lat. Pojawiają się coraz to nowe deklaracje prób pozyskania różnych surowców, zarówno do wykorzystania na Ziemi jak i przy eksploracji Układu Słonecznego. W deklaracjach tych najczęściej wymieniane są m.in. cenne metale takie  jak złoto czy platyna.

Podczas International Astronautical Congress 2019 w Waszyngtonie poruszono problem opłacalności górnictwa kosmicznego wyraźnie akcentując brak technologii prawidłowego wydobywania metali z planetoid metalicznych. Wydaje się, że realnie możliwe jest pozyskiwanie jedynie metalicznych głazów z powierzchni planetoid – materii żelazno-niklowej o zbyt niskiej wartości, by nawet najmniejsza misja bezzałogowa była opłacalna. Z drugiej strony jednak choćby w przypadku złotego kruszcu, nawet najzasobniejsze złoże na Ziemi zawiera mniej czystego złota, niż przeciętne złoże na Księżycu. 

Niniejszy artykuł przedstawia potencjał badawczy wykorzystania czujników magnetycznych najnowszej generacji do precyzyjnego określenia lokalizacji poszukiwanych zasobów złóż metali. Wprowadzenie bardzo czułych magnetometrów w przestrzeń kosmiczną umożliwi pomiar pola magnetycznego w środowiskach kosmicznych o słabym polu, zewnętrznej heliosferze czy lokalnym ośrodku międzygwiezdnym. W odległości powyżej 80 AU od Słońca siła otaczającego pola magnetycznego może być rzędu kilkudziesięciu pT, co stanowi granicę wykrywalności obecnie stosowanych czujników. Fluktuacje pól magnetycznych w przestrzeni są spowodowane procesem plazmy i mają szerokość pasma rzędu 1 Hz, odpowiadającą typowej częstotliwości cyklotronów elektronowych w zewnętrznej heliosferze. 

Opisane w artykule magnetometry idealnie nadają się do pomiaru tego typu pól. Pokazano mechanizm działania czujników, szczególnie zwracając uwagę na opis pierwotnego, kosmicznego pola magnetycznego wyrażonego poprzez niestabilność Weibela. Zrozumienie zasad generowania lokalnego pola magnetycznego pozwali natomiast wyjaśnić jego powszechną obecność w obiektach astrofizycznych.

Paweł Chyc

Eksploatacja zasobów znajdujących się w przestrzeni kosmicznej stanowi kolejny krok w kierunku podboju kosmosu przez człowieka i na tym etapie w coraz większym stopniu wydaje się być koniecznością wynikającą przede wszystkim z potrzeby pozyskiwania potencjalnych źródeł paliwa rakietowego. Wbrew powszechnej opinii w najbliższym stuleciu strategicznymi zasobami w kosmosie nie będą tzw. metale ziem rzadkich, czy platyna, a woda, dwutlenek węgla oraz bogate zasoby regolitu – będącego wierzchnią warstwą ciał niebieskich. Zasoby wody, oprócz oczywistego faktu zapewnienia możliwości przeżycia człowieka w kosmosie, potencjalnie pozwalają na pozyskanie ciekłego wodoru jako paliwa rakietowego, uzyskiwanego w procesie elektrolizy. Również dwutlenek węgla (obecny m.in. na Marsie) w połączeniu z wodorem pozwala na pozyskanie metanu, jako kolejnego źródła paliwa rakietowego. A zatem potencjalne wykorzystanie tych zasobów znacząco poszerza możliwości dalszej eksploracji kosmosu przez człowieka.

Jednak zanim ludzkość wejdzie w etap eksploatacji tych strategicznych zasobów kosmicznych, warto już teraz doprecyzować pewne zasady, reguły i mechanizmy, które zagwarantują ludzkości pokojową koegzystencję w przestrzeni pozaziemskiej. Jak wiadomo zgodnie z art. 1 Traktatu o przestrzeni kosmicznej z 1967 roku przestrzeń kosmiczna jest wolna dla badań i użytkowania. Jednak każda wolność podmiotu ma swoje granice, którymi są wolności innych, a na straży tej kardynalnej zasady powinno stać prawo rozumiane jako zbiór powinnych zachowań, które de facto pełni rolę służebną względem każdej wolności – również tej „kosmicznej”. Gdzie zatem szukać zasad i reguł dotyczących wykorzystania zasobów kosmicznych? Odpowiedzi należy szukać na ziemskim morzu otwartym, które również posiada bogate zasoby naturalne i podobnie jak przestrzeń kosmiczna – ma charakter eksterytorialny. Dno morza otwartego znajdujące się poza jurysdykcją państwową należy do Wspólnego Dziedzictwa Ludzkości co oznacza, iż nie można tego obszaru zawłaszczyć, należy go wykorzystywać wyłącznie w celach pokojowych, a wydobywanie zasobów naturalnych odbywać się może wyłącznie pod nadzorem Międzynarodowej Organizacji Dna Morskiego (ISA), działającej pod egidą ONZ. Trudno więc pomijać te analogie w sytuacji poszukiwania rozwiązań systemowych dla zasad eksploatacji zasobów kosmicznych. Patrząc bowiem w morze widać linię horyzontu, gdzie morze styka się z nieboskłonem, co skłania do refleksji nad formułą: per mare ad astra.



Miłosz Barłóg

Ludzka cywilizacja opiera się od wieków na wydobywaniu i późniejszym przetwarzaniu surowców mineralnych. Obecna społeczność międzynarodowa staje się jednak świadoma ograniczonych zasobów naszej planety i zaczyna poszukiwać innych źródeł potrzebnych do dalszej ekspansji. Perspektywa wykorzystania przestrzeni kosmicznej staje się coraz istotniejszym aspektem w relacjach międzynarodowych, a możliwość eksploatacji surowców z Księżyca oraz innych ciał niebieskich zaczyna przyciągać jednakowo rządy najpotężniejszych mocarstw, oraz prężnie rozwijający się sektor prywatny, który odegrać może kluczową rolę w rozwoju tzw. górnictwa kosmicznego. 

Górnictwo kosmiczne, pomimo iż wciąż uważane jest za hipotetyczną gałąź gospodarki, to jak wskazywał już w 1903 r. Konstanty Ciołkowski – pionier kosmonautyki, od pomyślnego wydobywania minerałów z ciał niebieskich uzależniony jest dalszy rozwój działalności kosmicznej.  W oczach wielu rozwój górnictwa kosmicznego nie tylko przyczyni się do zwiększonej aktywności człowieka w Kosmosie, ale również rozwiąże ciągle narastające zagrożenie wyczerpania się surowców mineralnych na Ziemi, a być może nawet umożliwi nam odkrycie i wykorzystanie nieznanych dotąd minerałów. Poszukiwanie nowych źródeł pozyskiwania zasobów, w tym zwłaszcza nieodnawialnych surowców energetycznych w przestrzeni kosmicznej stanowi kluczowy element dla dalszego cywilizacyjnego postępu ludzkości oraz szansę dla utrzymania światowego pokoju.          

Społeczność międzynarodowa w obliczu wyzwań, jakim staje się niechybna kolonizacja Kosmosu, jest zmuszona podjąć stosowne środki prawne, mające na celu delimitację przestrzeni kosmicznej oraz określenie możliwych ram prawnych dla aktywności człowieka w Kosmosie zarówno przez sektor publiczny, jak i prywatne przedsiębiorstwa, aby przestrzeń kosmiczna nie stała się w przyszłości nowym centrum konfliktów między mocarstwami, a stanowiła obszar wspólnej eksploracji oraz rozwoju. Górnictwo kosmiczne powinno więc służyć przede wszystkich poprawie życia człowieka, a nie przyczynić się do narastającej konkurencji o dominację polityczną i ekonomiczną zarówno w Kosmosie, jak i na powierzchni Ziemi, do czego może dojść, jeżeli prawo międzynarodowe nie zostanie dostosowane do nowej rzeczywistości. 

Michał Piliński

PWr Aerospace

Aktuatory zbudowane w oparciu o stopy z pamięcią kształtu (SMA – shape memory alloys) są szeroko stosowane w przemyśle dzięki swojej prostocie, małym rozmiarom i bardzo dobrym stosunku mocy do masy [1]. Do tej pory ich główną rolą w misjach kosmicznych było rozkładanie elementów między innymi paneli słonecznych czy anten. Jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy jest niska sprawność energetyczna aktuatorów SMA – wymagają one ciągłego dostarczania energii przy utrzymywaniu zadanej pozycji [2]. W tej pracy przedstawiono nowy koncept przeciwsobnego mikroaktuatora o zerowym poborze energii w pozycji ustalonej. Proponowana konstrukcja zaprojektowana jest na bazie dwóch wzajemnie deformujących się zwojów SMA, zapewniając dwukierunkowe sterowanie położeniem kątowym bez konieczności stosowania sprężyn powrotnych. Działanie aktuatora zostało zasymulowane w warunkach mikrograwitacji. Głównymi problemami, na których skupiono się w pracy była optymalizacja procesu nagrzewania i ochładzania zwoju SMA w warunkach próżni oraz zapewnienie stabilności zadanej pozycji. Dodatkowo przedstawiona została koncepcja użycia przedstawionej technologii podczas misji studenckiej nanosatelity typu CubeSat zespołu WroSat.

Michał Pietkiewicz

Uniwersytet Warmińsko – Mazurski w Olsztynie

Celem niniejszego wystąpienia jest analiza aktualnie obowiązujących regulacji z zakresu międzynarodowego prawa kosmicznego w odniesieniu do hipotetycznych sytuacji, w których kosmonauta – również ten związany z szeroko pojętym górnictwem kosmicznym – popełnia przestępstwo na pokładzie statku kosmicznego, stacji kosmicznej bądź też w szeroko pojętej przestrzeni kosmicznej. 

Rozważenia będą wymagały przede wszystkim kwestie związane z ustaleniem jurysdykcji danego państwa, ścigania oraz karania sprawców dopuszczających się czynów zabronionych na terra communis

Podstawową metodą wykorzystaną w celu analizy powyższych zagadnień jest metoda dogmatyczno-prawna polegająca na analizie corpus iuris spatiais – pod kątem szeroko pojętej odpowiedzialności karnej. Ponadto zastosowano również metodę prawno-porównawczą poprzez porównanie w/w aktów prawa międzynarodowego z rozwiązaniami przyjętymi na gruncie międzynarodowego prawa lotniczego z uwagi na fakt, iż jest to gałąź prawa najbliższa prawu kosmicznemu. W tym zakresie niezbędna była analiza konwencji międzynarodowych wchodzących w skład tzw. systemu tokijski-hasko-montrealsko-pekińskiego. 

Rezultatem powyższych działań jest refleksja, iż na chwilę obecną w prawodawstwie międzynarodowym nie ma jasnego sposobu postępowania z „kosmicznym przestępcą”, co wynika z faktu, iż sam Traktach o Przestrzeni Kosmicznej nie jest ani obszernym, ani szczegółowym aktem prawnym. Jednakże historia zna już przypadki przestępstw dokonywanych przez kosmonautów, a wraz z rozwojem chociażby górnictwa kosmicznego takich zdarzeń będzie coraz więcej. 

Podsumowaniem powyższych konstatacji jest wniosek, iż pro futuro konieczne jest zapełnienie istniejącej luki prawnej. Zasadny wydaje się również postulat, iż możliwe byłoby zaadaptowanie rozwiązań funkcjonujących na gruncie konwencji systemu tokijsko-hasko-montrealsko-pekińskiego.

Mateusz Guzik

Referat przedstawia informacje na temat wpływu promieniowania kosmicznego na układy elektroniczne, w szczególności układy FPGA. Celem pracy była implementacja technik detekcji oraz korekcji błędów wynikających z wpływu promieniowania na układach FPGA. Projekt składał się z części chronionej przed wpływem promieniowania, realizującej mierzalne, obserwowalne oraz przewidywalne zadania, której działanie było zakłócane rzeczywistymi błędami wprowadzanymi do układu FPGA. Przeciwdziałać wspomnianym błędom ma część chroniąca przed wpływem promieniowania. W części pierwszej zaimplementowano moduł przetwarzania obrazu oraz czterobitowy licznik binarny. W części drugiej zaimplementowano dwie suplementarne techniki detekcji
i korekcji błędów – SEM oraz TMR. Przedstawiono rodzaje błędów wynikających z wpływu promieniowania na układy elektroniczne, opisano metody umożliwiające detekcję
i korekcję wspomnianych błędów oraz zaprezentowano proces implementacji wybranych rozwiązań. Zawarto również wykonane symulacje oraz przeprowadzone testy.

Projekt umożliwił poprawną detekcję i korekcję błędów występujących w części chronionej, wykorzystując rozwiązania zaimplementowane w części chroniącej. Wszystkie zadania realizowane w projekcie zostały pomyślnie przetestowane. Czterobitowy licznik binarny i moduł przetwarzania obrazu działają zgodnie z założeniami. Moduły detekcji
i korekcji błędów SEM oraz TMR umożliwiają prawidłowe monitorowanie stanu układu FPGA oraz zapewniają ochronę przed opisanym wpływem promieniowania. Umożliwia to realizację skutecznej, elastycznej oraz, co ważne, programowej ochrony układu FPGA przed warunkami panującymi w przestrzeni kosmicznej.

Projekt zapewnił unikalną możliwość symulowania błędów wynikających z wpływu promieniowania na układach FPGA. Dzięki wykorzystanym rozwiązaniom możliwe jest programowe wstrzykiwanie rzeczywistych błędów do działającego układu FPGA, obserwacja wpływu wspomnianych błędów na implementowane rozwiązania oraz weryfikacja poprawności działania dowolnych technik umożliwiających ich detekcję
i korekcję. Opracowano również metodę pozwalającą na lokalizację i adresowanie elementów logiki układu FPGA w celu wprowadzania do nich rzeczywistych błędów.

Maria Kirpachova

Head of the legal department LLC „Space Logistics Ukraine”

Currently the Middle Eastern countries can serve as an example for the rest countries of the world from the strategic point of view, taking into consideration their mechanisms of solving a range of security, anti-terrorism and state building issues. Moreover, it is obvious that the new era of the space race arises in the Middle East, and the most powerful players are United Arab Emirates and Saudi Arabia.

As their targets shift from an oil-based to a knowledge-based economy, the above mentioned states invest into space mining, presuming that the most resources, especially water which is considered to be the new oil of space, would be processed and used in space, while it may be economic to ship platinum to Earth. However, asteroid mining poses various legal challenges, so the interested states are obliged to improve their national space legislation in force. 

In the light of the foregoing, the research deals with exploration of the Emirati and Saudi space legislation in terms of their future space mining activity and the legal measures, that are being undertaken or should be undertaken by the stakeholders to ensure adequate and up-to-date regulation. Having as basis the purely deductive character of the science of law, the methods used during the research include initial data analysis, comparative analysis and drawing conclusion.

United Arab Emirates and Saudi Arabia are framing their policies and legislation towards two key areas to make advances: commercial activities dedicated to space resource extraction and human space exploration. The development of due legislative framework is under way. In this context they pay special attention to possessory rights and licensing of space mining activity, keeping in mind that some contemporary legal theories are considering the space mining to be a sheer violation of international space law. The research also compares the legislative framework of the abovementioned states with relevant law of Luxembourg that was the first EU country to offer legal certainty about asteroid mining.

Magdalena Górak

Uniwersytet Śląski

Rozpoczęcie procesu pozyskiwania zasobów znajdujących się w przestrzeni kosmicznej bez wątpliwości rozpocznie nowy etap rozwoju ludzkiej cywilizacji i będzie przełomowym momentem w jej historii. Jednakże zanim górnictwo kosmiczne stanie się powszechne musi zmierzyć się z wieloma przeciwnościami technologicznymi, finansowymi, a także i prawnymi. Kosmiczne górnictwo jako innowacyjny i niekonwencjonalny przejaw ludzkiej działalności stanowi bezprecedensowe wyzwanie dla ukształtowanych systemów prawnych, zarówno krajowych jak i międzynarodowych. Pojawiają się pierwsze trudności z ujęciem górnictwa kosmicznego w ramy aktów prawnych. Społeczność międzynarodowa próbuje zmierzyć się z odpowiedzią na pytanie czyją własnością będą wydobyte surowce, jakie elementy będą uważane za takowe oraz kto i na jakich zasadach będzie mógł je wydobywać.

 W celu udzielenia odpowiedzi na powyższe zagadnienia przeanalizowano i poddano wykładni obowiązujące traktaty międzynarodowe składające się na prawo kosmiczne (corpus iuris spatalis) pod kątem tego, czy ich postanowienia dają możliwość, aby na ich podstawie uznać za dozwolone pozyskiwanie zasobów kosmicznych dla celów pozanaukowych. Porównano również pierwsze państwowe akty prawne ustanawiające pierwsze zasady dotyczące działalności wydobywczej poza Ziemią z obecnym reżimem corpus iuris spatalis. Zapoznano się z pracami organów krajowych jak i zagranicznych, które za cel postawiły sobie stworzenie podstaw prawnych dla kosmicznego górnictwa i poddano ocenie efekty tych prac. 

Na podstawie zaprezentowanych metod wyciągnięto następujące wnioski: postanowienia aktualnie obowiązujących międzynarodowych układów prawa kosmicznego znacznie zawężają możliwości wykorzystania przestrzeni kosmicznej dla partykularnych interesów. Układ o zasadach działalności państw w zakresie badań i użytkowania przestrzeni kosmicznej, łącznie z Księżycem i innymi ciałami niebieskimi z 1967r. (Traktat o przestrzeni kosmicznej) ustanawia zasadę niezawłaszczalności tej przestrzeni przez państwa. Zasada ta zgodnie z regułami wykładni zawężającej nie dotyczy jednak podmiotów innych niż państwa. Ponadto dotyczy ona przestrzeni kosmicznej, ale jednak nie samych substancji znajdujących się w niej. Natomiast Układ normujący działalność Państw na Księżycu i innych ciałach niebieskich z 1979 r. (Układ Księżycowy) rozszerza i uszczegóławia zasadę niezawłaszczalności na surowce znajdujące się na Księżycu oraz innych ciałach niebieskich, a ponadto statuuje, że reżim ten oprócz państw dotyczy także podmiotów pozarządowych i prywatnych. W wystąpieniu zostanie wykazane, że wpływ Traktatu Kosmicznego na działalność kosmiczną jest w rzeczywistości nikły, gdyż liczy zaledwie kilkunastu sygnatariuszy, pośród których nie znajdują się najwięksi gracze na arenie współczesnego kosmicznego wyścigu. Państwa, które przodują w tym obszarze ustanawiają własne akty prawne, które określają podstawowe reguły kosmicznego górnictwa. Cechą łączącą te akty jest ustanowienie zasady własności zasobu kosmicznego dla podmiotu, który go wydobył. 

Stworzenie odpowiednich legalnych podstaw dla górnictwa kosmicznego stanowi nieprzeciętne wyzwanie dla społeczności międzynarodowej. Dochodzi bowiem do starcia się idei przestrzeni kosmicznej jako wspólnego dziedzictwa ludzkości i wykorzystywania jej wyłącznie w celach, które przyczyniają się dla dobra ogółu oraz partykularnych – politycznych oraz komercyjnych interesów państw i podmiotów prywatnych. Odpowiednie ramy prawne, respektowane na arenie międzynarodowej pozwolą na wykorzystanie potencjału jakie niesie ze sobą pozyskiwanie surowców na innych ciałach niebieskich, dlatego niezwykle istotne jest aby już teraz zastanowić się nad kształtem i kierunkiem międzynarodowych i wewnątrzpaństwowych regulacji dotyczących tej działalności.

Joanna Wieteska, Krystyna Syty, Mikołaj Mroszczak

Klub Astronomiczny Almukantarat

CubeSaty to małe satelity, o szczegółowo określonych wymiarach, projektowane w celach edukacyjnych lub technologicznych. Zostały wybrane jako obiekt analizy, jako że ich misje nierzadko są prowadzone przez koła studencie i często kończą się niepowodzeniem. Ponadto dokumentacje tego typu projektów są łatwo dostępne w Internecie.

W pierwszym etapie badań wyszczególniono fazy projektu CubeSat: projektowanie, testowanie, start i misja. Następnie na podstawie studium literatury wyszczególniono najistotniejsze problemy w każdej fazie. Trzecim etapem projektu była analiza dokumentacji satelitów zaprojektowanych przez zespoły z AGH i Politechniki Warszawskiej oraz zaproponowanie rozwiązań najczęściej występujących problemów.

Badania jednoznacznie wykazały, że najczęstszą przyczyną niepowodzeń w misjach CubeSat są problemy w komunikacji między satelitą i stacją naziemną. Kolejnym źródłem niepowodzeń są braki pieniężne i kadrowe, szczególnie odejście z zespołu kluczowego personelu. Dlatego podczas takich misji niezwykle istotne jest prowadzenie szczegółowej dokumentacji na każdym etapie projektu. Dostrzeżono również konieczność wielokrotnego testowania oprogramowania misji w celu szybszego wykrycia błędów.

Z roku na rok misji CubeSat przybywa, stają się coraz tańsze i częściej kończą się  niepowodzeniem. Większość problemów sprowadza się do braków kadrowych i finansowych. Ta tendencja prawdopodobnie nie zmieni się w ciągu najbliższych kilku lat i misje CubaSat pozostaną dobrym obiektem badań nad niepowodzeniami w misjach kosmicznych.

Kris Zacny

Honeybee Robotics

The goal of the VIPER mission is to identify volatiles species within the top one meter layer of the lunar surface. VIPER is a rover mission that includes TRIDENT drill, Neutron Spectrometer System (NSS), Near InfraRed Volatiles Spectrometer Subsystem (NIRVSS) and Mass Spectrometer observing lunar operations (MSolo).NSS will look for hydrogen signature which is linked to water reserves. Once located, TRIDENT drill will be positioned above the hot spot and drill to 1 m depth in 10 cm bites. Chips conveyed to the surface will then be analyzed by NIRVSS and MSolo. 

The drill is based on the TRL4 Mars Icebreaker drill and TRL5 LITA drill developed for capturing samples of ice and ice cemented ground on Mars and represents over a decade of technology development effort. The drill consists of 1. Rotary-Percussive Drill Head, 2. Sampling Auger, 3. Brushing Station, 4. Feed Stage, and 5. Deployment Stage. 

To reduce sample handling complexity, the drill auger is designed to capture cuttings as opposed to cores. High sampling efficiency is possible through a dual design of the auger. The lower section has deep and low pitch flutes for retaining of cuttings. The upper section has been designed to efficiently move the cuttings out of the hole. The drill uses a “bite”
sampling approach where samples are captured in ~10 cm depth intervals.

The first generation, TRL4 Icebreaker drill was tested in Mars chamber as well as in
Antarctica and the Arctic. It demonstrated drilling at 1-1-100-100 level (1 meter in 1 hour with 100 Watt and 100 N Weight on Bit) in ice, ice cemented ground, soil, and rocks. The second generation, TRL5 LITA drill was deployed on a Carnegie Mellon University rover, called Zoe, and tested in Atacama, Antarctica, the Arctic, and Greenland. The tests demonstrated fully autonomous sample acquisition and delivery to a carousel. The modified LITA drill was tested in NASA GRC’s lunar vacuum chamber at <10^-5 torr and <200 K. It demonstrated successful capture and transfer of volatile rich frozen samples to a crucible for analysis. The modified LITA drill has also been successfully vibration tested at NASA KSC. The drill was integrated with RP rover at NASA JSC and successfully tested in a lab and in the field, as well as on a large vibration table and steep slope. Additional tests have been done with the ETU (TRL6) drill at NASA GRC VF13 chamber. The TRIDENT passed PDR and is scheduled to have CDR in the summer of 2020.

Konrad Blutstein, Katarzyna Łuszczek, Tadeusz A. Przylibski

Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Katedra Górnictwa i Geologii

Wprowadzenie: W dobie rosnącego zainteresowania człowieka ekspansją w przestrzeni kosmicznej ogromną rolę będą odgrywać surowce. Ze względu na koszty ich dostarczenia na orbitę Ziemi i poza nią wydaje się koniecznym określenie możliwości wykorzystania surowców znajdujących się w Układzie Słonecznym poza Ziemią. Ciałami, które znajdują się w Układzie Słonecznym stosunkowo blisko orbity Ziemi a jednocześnie blisko potencjalnych celów misji kosmicznych (Księżyc, Mars, księżyce Jowisza i Saturna), są planetoidy. Są to obiekty krążące w pasie planetoid pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza, a także takie obiekty, które przecinają orbitę Ziemi (planetoidy bliskie Ziemi). 

Opis zastosowanych metod: Autorzy prowadzą badania potencjalnych zasobów rud metali na planetoidach macierzystych chondrytów zwyczajnych. Materiałem badawczym są chondryty zwyczajne zebrane z różnych miejsc spadków na Ziemi. Autorzy traktują je jako materiał reprezentacyjny skał budujących ich ciała macierzyste – planetoidy typu S.

 Stosowane metody badawcze (mikrosonda elektronowa, mikroskop petrograficzny, ICP-MS) pozwalają na charakterystykę chemiczną, składu mineralnego i cech petrograficznych tych skał. Na tej podstawie można wyciągnąć wnioski odnośnie formy występowania metalicznej mineralizacji rudnej oraz zawartości wybranych metali (Fe, Ni, Co) w minerałach rudnych. W następnej kolejności autorzy interpretują zasobność ciał macierzystych w minerały. Z dostępnych danych literaturowych możliwe jest także określenie innych cech litologicznych skał złożowych. Autorzy prowadzą również badania cech fizycznych tych skał. Daje to możliwość wstępnego scharakteryzowania sposobów pozyskania minerałów rudnych, a w dalszej kolejności rozpoczęcie opracowywania możliwości przeróbki i wzbogacenia rud tych metali na miejscu ich eksploatacji. 

Wyniki: Ciała macierzyste chondrytów zwyczajnych zawierają 7-24% minerałów rudnych w postaci faz mineralnych stopu FeNi. Najbogatsza w metale grupa chondrytów H zawiera średnio 16,8% żelaza metalicznego, 1,7% Ni i 830 ppm kobaltu. 

Podsumowanie: Przeprowadzone do tej pory badania pozwoliły na ocenę złóż wybranych metali na planetoidach macierzystych. Obecnie testowane są kolejne metody oddzielenia i przeróbki minerałów rudnych.

Jakub Ciążela

Polska Akademia Nauk

Biorąc pod uwagę brak dowodów na podwyższone temperatury gruntu i zmiany morfologii terenu wywołane wulkanizmem, wulkanizm na Marsie może wydawać się wygasły (Christensen et al., 2003; Edgett et al., 2010). Datowania marsjańskich prowincji wulkanicznych wykazują zróżnicowany wiek od bardzo młodego (<3 Ma) do bardzo starego (>4,000 Ma). Wulkanizm na Marsie jest więc najprawdopodobniej uśpiony a nie wygasły, sugerując ciągle aktywny magmatyzm. Potwierdzają to nasze analizy obrazów z Context Camera (CTX) Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) o rozdzielczości 6 m/piksel. W oparciu o parametry morfometryczne i wiek wulkanów marsjańskich, ustalany metodą liczenia kraterów uderzeniowych, stworzyliśmy model wskazujący, że erupcje magmy w prowincji wulkanicznej Tharsis wynoszą średnio ~150 km3/Myr w ciągu ostatnich 10 Ma. Przewidujemy, że największe komory magmowe mogą znajdować się pod Olympus Mons i Tharsis Montes. Wykryliśmy też związaną z nimi niedawną aktywność hydrotermalną, analizując lokalny skład atmosfery i powierzchnię Marsa. Nasza analiza widm Planetarnego Spektrometru Fouriera (PFS) z ostatnich 16 lat ujawniła trzy emisje metanu nad Tharsis w odstępach 1–2 miesięcy w 2014 roku. Bardziej szczegółowa analiza przestrzenna wskazuje, że metan pochodzi raczej z obszaru Olympus Mons niż z obszaru Tharsis Montes. Za pomocą Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) z MRO w trzech lokalizacjach cechujących się młodym wulkanizmem (<100 Ma), wykryliśmy minerały hydrotermalne, jarosyt lub ałunit. Na Ziemi aktywność hydrotermalna jest zwykle związana z tworzeniem się rud metali. Jarosyt i ałunit mogą wskazywać na bliskość rud metali. Diagnostyczne dla rud metali siarczki są jednak niewykrywalne w paśmie bliskiej podczerwieni, w którym operuje CRISM. Obecnie w Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu projektujemy spektrometr MIRORES (Mars far-IR ORE Spectrometer) pracujący w dalekiej podczerwieni, który będzie wykrywał siarczki z orbity Marsa. W celu lepszego zrozumienia rozmieszczenia oraz składu chemicznego złóż chemicznych na Marsie nasz zespół rozpoczyna też systematyczne badanie meteorytów marsjańskich oraz powierzchni Marsa z orbity. Jest to realizacja projektu OPUS NCN nr 2020/37/B/ST10/01420 na lata 2021–2025.

Kamil Muzyka

INP PAN

Prawne dyskusje związane z wydobyciem i obrotem materią pochodzenia pozaziemskiego jest często skoncentrowana wyłącznie na kwestii importu kruszców oraz niezbędnych izotopów energetycznych. Takie spojrzenie nie pozwala zauważyć prawdziwego znaczenia, jakie ma zdolność operowania zasobami lokalnymi w przestrzeni kosmicznej. Prawo kosmiczne obecnie stoi przed ważniejszym wyzwaniem, niż same regulacje wydobycia surowców. Ważniejsze jest zadanie sobie pytania, co po wydobyciu? Jaki status będą miały obiekty kosmiczne wytworzone z takiej materii. Jak będziemy traktować gruz kosmiczny pozostały z takich obiektów? Jak będziemy traktować roboty i systemy biologiczne, których praca będzie oparta o wykorzystanie lub przetwarzanie materii ciał niebieskich?

Joanna Kozakiewicz

Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytet Jagielloński

Meridiani Planum (MP), równinny obszar na Marsie leżący pomiędzy 2°N i 4°S oraz 8°W i 2°E jest jednym z najlepiej poznanych regionów Czerwonej Planety. Region ten charakteryzuje się występowaniem dużej ilości hematytu. Hematyt na Ziemi jest ważną rudą żelaza i często do swojego powstania wymaga obecności wody w stanie ciekłym.    

By odkryć zagadkę pochodzenia hematytu na Meridiani Planum postanowiono wysłać tam jeden z dwóch łazików misji NASA Mars Exploration Rover. Łazik Opportunity badał MP przez 14 lat pomiędzy 2004 a 2018 rokiem. Celem badań było w szczególności znalezienie dowodów, że w przeszłości (miliardy lat temu) na tym obszarze występowała woda w stanie ciekłym. Misja zakończyła się olbrzymim sukcesem. Łazik wykonał tysiące zdjęć oraz pomiarów spektrometrycznych skał i osadów. 

Okazało się, że hematyt występuje na Meridiani Planum przede wszystkim w postaci milimetrowych konkrecji hematytowych, zwanych sferulami. Sferule te są obecne w skałach osadowych pokrywających cały obszar równin Meridiani. Ze względu na to, że skały te są znacznie mniej odporne na wietrzenie od konkrecji, sferule są erodowane ze skał i tworzą bruku deflacyjny pokrywający równin. 

W prezentacji przedstawione zostaną wyniki dotyczące własności fizycznych i chemicznych sferul hematytowych, uzyskanych na podstawie danych z łazika Opportunity, zebranych wzdłuż jego całego trawersu od krateru Eagle do krateru Endeavour.

Hematytowe sferule, pokrywające dosłownie całą powierzchnię MP, mogą w pewnym stopniu stanowić łatwo dostępne źródło żelaza dla przyszłych misji marsjańskich.  

Jarosław Socha, Matylda Kołomyjec

W ostatnich latach koszt wyniesienia na orbitę kilograma ładunku na niską orbitę
okołoziemską znacząco się obniżył, jednak nadal pozostaje bardzo wysoki – w granicach kilku tysięcy dolarów. Z powodu tak wysokich kosztów są inne, wspomagające rakiety, środki transportu. Jednym z nich jest winda kosmiczna, czyli teoretyczny projekt kabla pomiędzy Ziemią, Marsem czy Księżycem, a przestrzenią kosmiczną, po którym poruszają się odpowiednio skonstruowane pojazdy. Projekt ów zakłada utrzymywanie windy w pionie przez siłę odśrodkową obracającej się planety. Niestety na chwilę obecną nie jesteśmy w stanie wyprodukować materiałów na tyle wytrzymałych, aby umożliwiły one budowę windy z powierzchni Ziemi. Istnieją jednak materiały o wystarczających właściwościach, by mogły stanowić podstawę konstrukcji windy z Księżyca. Winda taka, w przeciwieństwie do analogicznej przytwierdzonej do powierzchni Ziemi, utrzymywana byłaby nie tylko przez siłę odśrodkową. Ze względu na zbyt powolny obrót Księżyca, utrzymywałby się głównie dzięki sile grawitacji pomiędzy Ziemią, a Księżycem.
Nasz projekt opiera się na powyższej idei windy księżycowej. Ze względów
technicznych zakłada się, że podczas budowy windy istniałaby już na Księżycu
podstawowa infrastruktura, jak kopalnie czy bazy naukowe. Dodatkowo w punkcie
Lagrange’a L1 – miejscu między Ziemią a Księżycem, gdzie równoważą się siły grawitacji tych ciał – miałaby powstać stacja transferowa.

Służyłaby ona nie tylko jako punkt przeładunkowy i przystanek na trasie Ziemia-
Księżyc, ale także jako odpowiednik ISS, pozwalający na prowadzenie badań w warunkach mikrograwitacji. Kabel zakończony byłby swego rodzaju przeciwwagą w postaci przechwyconej planetoidy.

Winda umożliwiłaby tańszy, ponieważ redukujący zużycie energii, transport materiałów kopalnych z Księżyca na Ziemię i naukowców do bazy w punkcie Lagrange’a. Ponadto jej zaletą jest bezpieczeństwo transportu związane ze zmniejszeniem potrzeby lądowania napędem, które jest obecnie jedynym środkiem osiągnięcia powierzchni przez pojazdy kosmiczne na powierzchniach znanych nam pozaziemskich ciał niebieskich.

Dagmara Stasiowska, Michał Kolasa

Katedra Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie,

Instytut Systematyki i Ewolucji Zwierząt Polskiej Akademii Nauk

Wszystko wskazuje na to, że kolonizacja Marsa to tylko kwestia czasu. Według zapowiedzi niektórych z największych firm sektora kosmicznego, pierwsze załogowe misje na Marsa mają odbyć się już w najbliższej dekadzie. Fakt ten stwarza ogromną liczbę pytań i tyle samo możliwości pod kontem naukowym. Jednym z podstawowych aspektów jakie należy podnieść jest dieta przyszłych kolonizatorów. Jej wpływ na ogólną kondycję fizyczną organizmu, jak i psychiczną został już niejednokrotnie potwierdzony. Niemniejszy wpływ na kształt diety kosmicznych wojażerów będzie miała technologia i zasoby potrzebne do pozyskania elementów ich menu. Praca stanowi przegląd dotychczas proponowanych rozwiązań, zarówno w kwestii samego jadłospisu astronautów, jak i możliwych sposobów produkcji. Analizie podlegają wyzwania związane z produkcją żywności, jak również podane zostają proponowane rozwiązania niektórych z nich. Autorzy przedstawiają również szereg badań niezbędnych do zrealizowania przed pierwszą ekspedycją.

Bartosz Smolik

Instytut Politologii  Uniwersytetu Wrocławskiego

Mars już od przeszło stu lat pobudza wyobraźnie astronomów, literatów, konstruktorów rakiet, inżynierów z przemysłu kosmicznego, jak i wielu entuzjastów lotów kosmicznych. Wraz z zaplanowaną już przez USA eksploracją Księżyca przed rządami mocarstw oraz opinią publiczną pojawi się pytanie czy i jak długo koncentrować swoje zainteresowanie na Srebrnym Globie, a także czy i jak sfinansować wyprawę na Marsa?

Niniejszy referat ma na celu dokonanie analizy porównawczej różnych programów dotyczących misji na Marsa, a także analizę 

możliwości jego dalszej eksploatacji. Autor przeanalizuje możliwości podjęcia takiej decyzji na Ziemi wiążącej się z dużą dozą ryzyka i sporymi wydatkami. Przeanalizowane zostaną projekty programów z początku lat 90. w tym Raport 90 – dniowy, Misja Mars Direct, Mars Direct Plus, a także dzisiejsze inicjatywy, jak kontrowersyjna Mars One, propozycje firmy SpaceX i Elona Muska w postaci Interplanetarny Transport System (obecnie Starship) i masowej kolonizacji Czerwonej Planety, a także różne projekty korporacyjne. 

W konkluzjach referatu autor wskaże na możliwe warianty decyzji i finansowania wstępnej eksploracji Mars przez ludzi, a następnie eksploatacji znajdujących się tam złóż metali i innych surowców naturalnych.

Bartosz Malinowski, Katarzyna MALINOWSKA

Centrum Badań Kosmicznych PAN, Akademia Leona Koźmińskiego

Recent developments in U.S. and European space activities, such as the increased role of the private sector, the changing landscape of space transportation market and the ambitions to reactivate lunar manned presence on the lasting basis, reflected by initiatives such as the Moon Village or the Artemis Program, increased interest by the entrepreneurs, state actors, as well as international legal community in the issue of in-situ space resource utilization, as well as in commercial space mining. 

However, as concerns the current international legal regime applicable to economic utilization of deep space, there exists a widely perceived view as to its inadequacy for the envisaged economic exploitation of space resources. Individual nations did intervene to unilaterally afford space entrepreneurs the required legal certainty by mandating the possibility to appropriate space resources, sparking international criticism, in particular in the forum of the United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space (UNCOPUOS), as well from the scholars of international space law. 

Here, we discuss the merits and deficiencies of such potential legislative move performed by the Polish legislature, in terms of its compatibility with international legal framework, along with its benefits, if any, for the Polish and global space economy. The research method used is the analytical-descriptive one, applied to analysis of available juristic and policy sources.

Anna Łosiak

University of Exeter

Instytut Nauk Geologicznych PAN

Zderzenia asteroid z Ziemią to nie tylko katastrofy, zniszczenie i śmierć, ale również okazja do zarobienia dużych pieniędzy w górnictwie „kosmicznym” i to na naszej własnej planecie. 

Rozległe zasoby złota, węglowodorów, diamentów, niklu, miedzi, platynowców, różnorodnych kamieni budowlanych i uranu istnieją w swojej obecnej formie dzięki kosmicznym kolizjom. Na przykład, krater Vredefort w Republice Południowej Afryki (>250 km średnicy, 2.02 miliarda lat) w ciągu ostatnich dziesięcioleci był najważniejszym źródłem złota na świecie. Złoża złota, chociaż powstały przed utworzeniem się krateru, zostały zachowane tylko dzięki deformacjom skał podłoża spowodowanym przez zderzenie z asteroidą. Sudbury w Kanadzie (>200 km średnicy, 1.8 miliarda lat) jest jednym z głównych światowych źródeł niklu i palladu, znaczącym miedzi i złota. Rudy powstały dzięki dyferencjacji magmy powstałej ze stopienia asteroidy o średnicy ponad 10 km i skał z którymi się zderzyła. Wiele różnych kraterów jest związanych z węglowodorami: np. Chicxulub w Meksyku (180 km średnicy, 65 milionów lat – znany jako zabójca dinozaurów), Ames w USA (16 km średnicy, 470 milionów lat), Steen River w Kanadzie (25 km średnicy 91 milionów lat). Kraterowe złoża ropy i gazu powstały, ponieważ kosmiczne zderzenia zwiększają porowatość skał, tworząc miejsce gdzie węglowodory mogą się gromadzić. 

Kratery impaktowe są wykorzystywane również do nie-górniczych zastosowań. Są one ważnymi atrakcjami turystycznymi (np. Kaali w Estonii, 100 m, 3.5 ka lub Barringer w USA 1.3 km, 50 ka), są używane w edukacji (wliczając w to szkolenie astronautów przed misjami Apollo w Ries w Niemczech – 24 km, 15 Ma), dla sportu, gromadzenia wody i produkcji energii elektrycznej. W skrócie: życie z kraterami jest lepsze!

Anna Hurova

Koretsky Institute of State and Law of Nstional Academy of Sciences of Ukraine

The space domain develops according to a few trends. On the one hand, governments focused on increase Space Forces, nevertheless that article 4 of the OST prescribe use of Moon and other celestial bodies solely for peaceful purposes. On the other hand, space mining could change the global economic order and save the environment of the Earth pushed by private companies or within public-private partnerships over the State’s jurisdictions. Combining them we could assume that struggle for space resources could face ‘soft kill’ technologies or cyber-attacks.

Based on this hypothesis research is aimed to make some predictions which legal mechanisms could be useful for the protection of space mining from cyber-attacks. The precautionary principle as a root shall be the reason for the growing common protection infrastructure of protection, which includes national law and policies, ISO, regional and entities’ standards, etc., that more detail is analyzed in this research.

Andrzej Piotrowicz

AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Fizykochemii i Metalurgii Metali Nieżelaznych

Alternatywę dla wydobycia złóż ziemskich stanowi eksploatacja zasobów pozaziemskich, która w niedalekiej przyszłości zdaje się być nieunikniona. Eksploracja
i komercjalizacja przestrzeni kosmicznej, logistyka kosmiczna i górnictwo kosmiczne –
te dziedziny obecnie czekają na realizację. Ich podmiotami powinno być zapewnienie dostępu do depozytów znajdujących się na ciałach niebieskich oraz finalnie wydobycie zasobów. Następnie, rudy te wymagają kolejnych zabiegów technologicznych, dzięki którym z rud otrzymuje się produkty finalne, takie jak metale – nauką techniczną zajmującą się tym zagadnieniem jest metalurgia ekstrakcyjna. Patrząc perspektywicznie, należy się zastanowić nad kolejną dziedziną jaką będzie „metalurgia kosmiczna”: hutnictwo, odlewnictwo, rafinacja, inżynieria metali i przeróbka plastyczna w kosmosie.

Metalurgia znana w warunkach ziemskich niekoniecznie musi być taka sama jak metalurgia kosmiczna. Wynika to z warunków fizycznych i chemicznych, które panują
w przestrzeni kosmicznej: (próżnia, mikrograwitacja) lub na innych ciałach niebieskich (warunki meteorologiczne, skład geochemiczny ciała niebieskiego itd.). Z drugiej strony takie same prawa i zjawiska fizyczne mają miejsce w innych miejscach kosmosu, toteż znane procesy metalurgiczne powinno się dać zaadaptować do warunków kosmicznych.

Zatem, czy w przyszłości metalurgii «Nihil novi sub sole» (Nic nowego pod słońcem) czy «Ecce nova facio omnia» (Oto czynię wszystko nowe)? Czy w obliczu nowej dziedziny, jaką jest górnictwo kosmiczne, w metalurgii nastąpi przełom? Czy z tego powodu nastąpi rewaloryzacja „ziemskiej” metalurgii? Wiele badań naukowych wskazuje
na to, że warunki kosmiczne mają istotny wpływ na zjawiska i procesy metalurgiczne, takie jak: korozja i erozja w przestrzeni kosmicznej, rola zwiększonej grawitacji
na strukturę stopów, przenoszenie ciepła w warunkach mikrograwitacji, rafinacja
w próżni kosmicznej, wpływ składu rudy pochodzenia kosmicznego na proces ekstrakcji metali i wiele innych.

W ramach referatu zostaną przedstawione rozważania nad metalurgią kosmiczną (fizykochemią rud i metali, materiałoznawstwem, hutnictwem itd.), w tym w nawiązaniu do górnictwa kosmicznego. Zostaną zaprezentowane procesy metalurgiczne
w przestrzeni kosmicznej lub na ciałach niebieskich, a następnie porówna się
je z procesami w warunkach ziemskich. Zostaną pokazane problemy oraz wyzwania czekające na metalurgię kosmiczną.

Andrzej Kotarski

Polskie Towarzystwo Astronautyczne

Księżyc jest celem planowanych misji agencji kosmicznych Stanów Zjednoczonych, Chin, Indii i Japonii oraz Unii Europejskiej i Rosji. W ramach tych programów, jak i też programów prowadzonych przez podmioty prywatne, planuje się przeprowadzenie bezzałogowych misji demonstrujących rozwiązania techniczne do eksploatacji lokalnych zasobów na potrzeby misji. Jest to wstęp do zabezpieczenia potrzeb misji o długim czasie pobytu na jego powierzchni lub pod jego powierzchnią. Kluczowym zasobem w kręgu zainteresowania jest woda, która może być zastosowana w systemach podtrzymywania życia lub też materiał pędny lub też surowiec do jego produkcji.

Czynnikiem zmieniającym charakter pobytu człowieka na Księżycu z krótkoterminowego na długoterminowy lub stały jest wykorzystanie jego zasobów na skalę przemysłową na te potrzeby. Kluczowym elementem umożliwiającym to jest adekwatna infrastruktura orbitalna która zapewni prowadzenie operacji wydobycia zasobów Księżyca w trybie ciągłym oraz ich globalny zasięg.

Przeprowadzone symulacje dwóch scenariuszy operacji na Księżycu bez infrastruktury orbitalnej i z jej wykorzystaniem wykazują znaczący wzrost zdolności operacyjnych jednostek działających na jego powierzchni i orbicie oraz wzrost ich zasięgu w przypadku jej użycia. Istotnym elementem jest prowadzenie tych operacji w czasie rzeczywistym oraz uzyskanie ich globalnego zasięgu.

W świetle wyników przeprowadzonych symulacji scenariuszy operacji wydobywczych na Księżycu z użyciem infrastruktury orbitalnej i bez niej wynika, że jest ona kluczowym elementem otwierającym ich prowadzenie w czasie rzeczywistym oraz na skalę globalną.

Aleksandra Brankiewicz, Izabella Noworyta

Uniwersytet Jagielloński

Niedawne odkrycie wody na księżycu może wkrótce przyczynić się do intensywniejszego zainteresowania szukaniem życia poza Ziemią (1).

Od dawna wiemy, że tam, gdzie na Ziemi znajduje się woda w stanie ciekłym, istnieje też życie. Jednak wiele organizmów na Ziemi wymaga dodatkowych warunków, a nie tylko samej wody. Organizmami, które mogą pokonać wiele barier są ekstremofile (2). Istnieją miejsca na Ziemi,  takie jak lodowce, gorące źródła czy kominy hydrotermalne, gdzie toczy się życie. Ale jak to możliwe? Ewolucja wykreowała niesamowite molekularne, biochemiczne i anatomiczne przystosowania, które pozwoliły żyć w ekstremalnych warunkach (3,4). Nasza świadomość, w połączeniu z nowymi danymi, sugeruje, że życie może być częstsze niż myślimy.

Obecny stan wiedzy wskazuje na to, że prokariotycznie ekstremofile były pierwszymi przedstawicielami życia na Ziemi. Elastyczność ich genomu prawdopodobnie umożliwiła przystosowanie się do szerokiego spektrum trudnych warunków. Istnieje kilka podstawowych kategorii organizmów m. in.: acidofilne, alkalofilne, halofilne, barofilne
i radiooporne (5). W związku z tym można przypuszczać, że życie, jakie mogłoby istnieć nawet w wyjątkowo niesprzyjających kosmicznych warunkach, byłoby zbliżone do nich. Być może nawet udałoby się wprowadzić je na tereny jeszcze nie zamieszkane przez życie.

Argumentem przemawiającym za badaniami nad wykorzystaniem  mikroorganizmów do zasiedlenia innych ciał niebieskich jest fakt, że istnieją mikroby, które do pozyskiwania energii niezbędnej do życia wykorzystują nie tlen, a np. związki siarki – jak bakterie purpurowe. Fakt ten jest istotny ze względu na to, iż można by zasiedlić organizmami planety, przy wykorzystaniu surowców już znajdujących się na tym obiekcie.

W naszym referacie pokusimy się o zestawienie obecnej wiedzy o życiu na Ziemi
z teoretycznymi uwarunkowaniami życia w kosmosie oraz przybliżymy warunki, jakie są konieczne do sztucznego zasiedlenia innych ciał niebieskich. 

Jeśli zatem nie znajdziemy życia poza Ziemią, to czy można je tam zacząć?

Agata Kołodziejczyk

Analog Astronaut Training Center

Analogowe misje kosmiczne w Polsce to już ponad 20 zorganizowanych międzynarodowych projektów naukowo-technologiczno-biznesowych. Inicjatorami tych unikalnych na skalę światową przedsięwzięć są byli pracownicy Europejskiej Agencji Kosmicznej – założyciele jedynej w Polsce firmy związanej z załogowymi lotami kosmicznymi: Analog Astronaut Training Center (AATC). Poza bogatą ofertą szkoleń dla przyszłych komercyjnych astronautów, firma udostępnia prywatne laboratorium, którego celem jest symulowanie kosmicznego środowiska. Przeprowadza się w nim eksperymenty naukowe skoncentrowane na biologii i medycynie kosmicznej, ale również wychodzące naprzeciw szeregom multidyscyplinarnych zagadnień związanych z eksploracją Księżyca i Marsa, m. in. z górnictwem kosmicznym. Więcej informacji na temat możliwości współpracy można uzyskać poprzez stronę www.astronaut.center.

Adam Jan Zwierzyński

Solar System Resources Corporation Sp. z o. o.

Praca przeglądowa w której zaprezentowano perspektywy rynku surowców kosmicznych na podstawie dokumentów rządowych, agencji kosmicznych, firm sektora new space, a także banków. Wykazano dynamiczny rozwój rynku. W pracy wspomniano programach NASA Artemis oraz NASA Artemis Accord, jak i również Space Force w kontekście pozyskiwania surowców kosmicznych.

kgk@agh.edu.pl
@KGK.SRC
YouTube
@kgk-src
@kgk.src