FOR MEDIA

Logo M.A.R.S.

Projekt kosmiczny M.A.R.S.

(Modular Analog Research Station)

1. Czego ogólnie dotyczy projekt M.A.R.S.?

Technologie kosmiczne nieustannie inspirują do rozwoju i postępu cywilizacji. Są nie tylko źródłem innowacji i odkryć naukowych, ale również generatorem systemów i usług zapewniających dobrobyt, poczucie bezpieczeństwa i świadomości o globalnej ochronie środowiska. Technologie kosmiczne mają coraz większe zastosowanie w życiu codziennym, można je znaleźć choćby w kieszeniach Polaków, którzy korzystają z telefonów komórkowych, dokonują transakcji finansowych, zamawiają bilety lotnicze, sprawdzają prognozę pogody albo wyszukują najbliższej restauracji w systemach nawigacyjnych swoich samochodów. Wszechstronność usług i aplikacji, jakie otwiera kosmos, posiada niewyczerpany potencjał rozwoju nie tylko w sektorach telekomunikacji, nawigacji i obserwacji Ziemi, ale również w innych dziedzinach.

W ostatnich latach Polska znacząco zaangażowała się w rozwój przemysłu kosmicznego. Wstąpienie Polski do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), w 2012 roku umożliwiło przyspieszenie rozwoju tej dziedziny gospodarki. W 2015 roku powołana została Polska Agencja Kosmiczna. Pomimo początkowej fazy rozwoju przemysłu kosmicznego w kraju, możemy poszczycić się umiejętnością budowy niewielkich satelitów, łazików, robotów i rakiet. Polska zaangażowana jest również w tworzenie profesjonalnych aplikacji satelitarnych. Brakuje natomiast narodowych programów edukacyjnych, kierunków studiów, brak jest przede wszystkim kadry specjalistów do kształcenia w technologiach kosmicznych.

Utworzenie pierwszego w Polsce habitatu badawczego może się znacząco przyczynić do przyspieszenia rozwoju przemysłu kosmicznego w kraju. Proponowany projekt ma na celu rozbudować działalność kosmiczną w Polsce w następujących zakresach:

  1. rozwoju technologii telerobotycznych, w szczególności badania wpływu czynnika ludzkiego na pomyślność misji. O ile maszyny są praktycznie niezawodne i prawidłowo wykonują zadania, o tyle ludzka kreatywność jest niezbędna w przypadku awarii lub innych zdarzeń losowych; 
  2. optymalizacji pracy w środowiskach interdyscyplinarnych. Interdyscyplinarność i poziomy złożoności zadań operacyjnych wykonywanych w habitacie narzucają pracę grupową ludzi o różnych specjalizacjach, mówiących innymi językami operacyjnymi. Wyniki misji (m. in. poprawność i wydajność pracy), ściśle zależą od atmosfery w grupie, sposobu komunikacji a nawet stanu zdrowotnego ich członków. Wszystkie te czynniki poddane będą analizie w tworzącym się projekcie;
  3. rozwoju technologii związanych ze zdrowiem i bezpieczeństwem na terenach izolowanych od środowiska naturalnego. Zastosowane będą instrumenty telemetryczne, telemedyczne, monitoringowe i ostrzegawcze w celu zapewnienia bezpieczeństwa i utrzymania właściwych parametrów środowiskowych wewnątrz bazy (stężenia gazów, pary wodnej, temperatury, ciśnienia). Przebadana i zoptymalizowana zostanie symulacja światła naturalnego do regulacji zegara biologicznego przebywających w habitacie ludzi, a także generowanie klimatyzowanego powietrza i produkcja zróżnicowanych gatunków sztucznej gleby na potrzeby uprawy jadalnych gatunków roślin;
  4. ekologii: reutylizacji wody, ziemi i powietrza. Zastosowanie i optymalizacja bioreaktorów bakteryjnych, algowych, roślinnych i owadzich w habitacie umożliwi biorecycling odpadów i czynników niezbędnych do podtrzymania życia w układach izolowanych;
  5. edukacji: rozszerzenia możliwości edukacyjnych poprzez współpracę ze specjalistami z całego świata, opracowanie i organizowanie szkoleń i specjalistycznych warsztatów. Celem tych działań ma być umożliwienie zdobycia doświadczenia niezbędnego w znalezieniu pracy w sektorze kosmicznym oraz kreowanie przyszłej kadry nauczycieli akademickich;
  6. zwiększenie zatrudnienia.

W szczególności pragniemy się wyspecjalizować w projektach księżycowych. Nie jest to idea fantastyczna, ponieważ w ciągu najbliższych lat Europa planuje budować wioskę właśnie na Srebrnym Globie. Koordynator projektu M.A.R.S. – Agata Kołodziejczyk ma zaszczyt pracować bezpośrednio przy projekcie Moon Village w Europejskiej Agencji Kosmicznej. Uważamy, że jako Polacy mamy ogromny potencjał intelektualny. Utworzenie wyspecjalizowanego ośrodka badawczego w naszym kraju umożliwiłoby Polsce zaistnieć w czołówce badań dotyczących testowania konceptów projektu Moon Village oraz załogowych misji pozaziemskich.

Profesjonalna platforma wraz z terenem badawczym do przeprowadzania kampanii analogów misji planetarnych (asteroidowych, księżycowych i marsjańskich) powstanie na Podkarpaciu na obszarze 1.6 ha, 400m od Obserwatorium Astronomicznego Królowej Jadwigi w Rzepienniku Biskupim (województwo małopolskie).

Tworzona baza stanowić będzie inkubator innowacyjnych badań naukowych, rozwoju technologii, przekuwania science fiction w rzeczywistość z możliwością realizacji prac inżynierskich, magisterskich i doktorskich. Zadania realizowane w ramach działalności habitatu, m. in. warsztaty i szkolenia zapewnią zdobycie doświadczenia do pracy w sektorze kosmicznym. Będzie to również unikalne miejsce dla biznesu do przeprowadzania warsztatów team-buildingu, optymalizacji komunikacji i radzenia sobie z rozwiązywaniem problemów. Rozwinięta będzie również szeroko pojęta edukacja kosmiczna i transhumanistyczna, niezależny dostęp dla zainteresowanych oraz zaawansowana działalność międzynarodowa.

Koncept habitatu opracowany został przez specjalistów, między innymi przez architektów i inżynierów wyspecjalizowanych w tej dziedzinie – laureatów międzynarodowych nagród. Będzie to jednostka mobilna, modułowa, rozbudowywana analogicznie do aktualnych planów habitatu księżycowego. Habitat tworzony jest etapowo z możliwością testowania wielu scenariuszy rozwoju wioski księżycowej, a tym samym zwiększenia szans na współpracę z Europejską Agencją Kosmiczną w latach przyszłych. W centrum bazy znajdować się będzie kopuła sferyczna – ekran dla projekcji planetaryjnych, poglądowych i rozrywkowych. Poza okresem badawczym habitat będzie udostępniany wycieczkom szkolnym na potrzeby edukacyjne.

Naszym celem jest skupić się na interakcji człowiek-robot, na operacyjności misji i dynamice zachowań załogi. Człowiek w habitacie będzie miał wrażenie, że jest daleko od Ziemi. Wyindukowane będą zaburzenia czasoprzestrzenne, a to dlatego, że środowisko zewnętrzne będzie całkiem nowe i różne od tego jakie znamy na co dzień. Symulować będziemy poziomy radiacji, ostrzeżenia przed burzą piaskową, a symulatory reaktorów jądrowych będą informowały o konieczności oszczędzania energii. Monitorowane będą parametry życiowe każdego z astronautów, np. puls, poziom cukru, hormonów, czy ilość snu. Szeroko rozbudowana będzie telemetria i telerobotyka. Bioreaktory będą produkowały niezbędne witaminy, mikroelementy i białka a jedzenie będzie liofilizowane lub przygotowywane przez analogicznych astronautów. Na zewnątrz bazy członkowie załogi będą wychodzili w specjalnych kombinezonach – mierzących poziomy tlenu, dwutlenku węgla, ciśnienia i temperatury.

2. Kiedy baza może zostać wybudowana i kiedy mogą zamieszkać w niej astronauci?

Rozpoczęcie prac budowlanych ma nastąpić, jak tylko zdobędziemy środki na zakup kontenerów i koniecznych materiałów oraz na opłacenie koparki i robotników. Optymalnie chcielibyśmy rozpocząć działania w maju 2016, zaraz po zakończeniu akcji crowdfundingowej. Bazę chcemy uruchomić już w drugiej połowie sierpnia na czas pierwszej misji księżycowej z załogą sześciu wyselekcjonowanych astronautów.

3. Kto może zostać uczestnikiem projektu i zamieszkać w bazie? Jakie powinien
posiadać predyspozycje?

M.A.R.S. jest otwarty na współpracę. Jeśli ktoś uważa, że chciałby zrealizować swój projekt, pracę doktorską, magisterską, inżynierską, czy też rozwinąć i przetestować własne technologie, może liczyć na nasze wsparcie. Wystarczy się z nami skontaktować mailowo w celu ustalenia szczegółów współpracy.

Jeśli chodzi o przeprowadzane kampanie astronautów, sprawa jest bardziej złożona, ponieważ przed organizowanymi misjami księżycowymi, czy marsjańskimi, będziemy organizować selekcję kandydatów, aby jak najlepiej dobrać załogę do zadań misji. Jesteśmy otwarci na współpracę z uczelniami, instytutami badawczymi i firmami, które chciałyby przetestować swoje projekty z wykorzystaniem załogi astronautów. Alternatywną opcją będzie możliwość wynajęcia bazy na wyłączność, na potrzeby własnych projektów, warsztatów, itp.

AMSC (Analog Moon Simulation Campaign), to pierwsza misja księżycowa w tworzonym habitacie; jest zatem wyjątkowo wymagająca. Planowany termin misji to 15-31.08.2016. Poszukujemy wyspecjalizowanej załogi, która będzie w stanie zmierzyć się z szeregiem możliwych niedogodności wynikających z braku wcześniejszego przetestowania habitatu i terenu badawczego. Wiele sprzętu może nie działać prawidłowo, może być źle skalibrowany, mogą nastąpić problemy w komunikacji z bazą naziemną. Od kandydatów oczekujemy dużej dojrzałości, doświadczenia, samodzielności myślenia, odpowiedzialności, kreatywności i generalnie poważnego podejścia do zadania. Bardzo ważna jest również zdolność sprawnego podejmowania decyzji, skutecznej komunikacji oraz umiejętność pracy w sytuacjach stresowych. W ciągu dwutygodniowej misji nie zapewniamy stresu wynikającego ze zmian grawitacji, jednak zmiana działania zegara biologicznego może wywoływać osłabienie i pogorszenie samopoczucia. Potrzebne są zatem osoby zdrowe, odporne na fizjologiczne osłabienia. Rozkład zadań dla każdego z członków załogi będzie przygotowywany indywidualnie, co do minuty, i będzie dopasowywany do specjalizacji na zasadach, jakie są stosowane obecnie na ISS.

W kolejnych akcjach będziemy dobierać osoby w zależności od potrzeb misji. Tworzony habitat będzie dostępny nie tylko dla analogicznych astronautów. Każdy zainteresowany będzie miał szansę zwiedzić tworzoną M.A.R.S. w określonych terminach, a nawet wziąć udział w edukacyjnych warsztatach, o czym będziemy informować na naszej stronie. Szczególnie myślimy obecnie o specjalistycznych szkoleniach uczniów szkół zawodowych i techników.

4. Jak ma wyglądać baza? Jaka będzie duża? Co się w niej będzie znajdowało?

Początkowo przewidujemy niewielką bazę utworzoną ze śluzy, 4 kontenerów o wymiarach 6mx2m połączonych kopułą centralną o średnicy 8m. Poza częścią socjalną z panelami kontrolnymi, kuchnią, łazienką i sypialniami w bazie znajdować się będzie brudne i czyste laboratorium zawierające niezbędne osprzętowanie do druku 3D, przeprowadzania analiz skał, analiz mikrobiologii bioreaktorów czy symulacji mikrograwitacji. Dodatkowo znajdzie się miejsce na kombinezony i narzędzia astronautów, magazyny, szklarnia, pomieszczenia z bioreaktorami, generatory energii i utylizacji śmieci.

W trakcie nadchodzących lat astronauci będą rozbudowywać bazę w zależności od możliwości i potrzeb. Na terenie badawczym znajdować się będą różne rodzaje ziemi (m. in. czerwona ziemia zawierająca zwiększone ilości tlenku żelaza), ze skałami przywiezionymi z wulkanów, z meteorytami, oraz specjalnie wytworzonymi symulantami skał księżycowych i marsjańskich.

5. Jakie zadania będą wykonywać astronauci w bazie?

Zadania astronautów będą dostosowane do potrzeb misji, czyli na przykład jeśli misja będzie dotyczyła przeprowadzenia charakterystyki regolitu księżycowego, astronauci będą analizować spektrometrycznie pobrane przez telerobotyczne łaziki próbki skał, będą wykonywać analizy chemiczne, dostosowywać symulanty regolitu księżycowego na potrzeby uprawy roślin, czy też medium do druku 3D.

6. Projekt jest pewnie kosztowny, skąd więc fundusze na ten cel?

Pracujemy nad pozyskaniem funduszy na realizację zadania. Nakładem prywatnych środków konstruujemy urządzenia do habitatu, które muszą „przylecieć z Ziemi”, m. in. maszynę RPM – Random Positioning Machine do symulacji mikrograwitacji tworzaną przez Kacpra Zielińskiego z firmy Aero-life i Bartosza Moczałę z AGH Space Systems. Dodatkowo, firma WOBit konstruuje wspólnie z firmą Aero-life śluzę, firma Hipromine tworzy bioreaktor owadzi, a firma Spirru tworzy bioreaktor z glonami. Architekci, między innymi znany projektant habitatów Scott Porter i polska grupa Space is More, dopracowują projekty ultra-lekkiego umeblowania i inteligentnego oświetlenia symulującego warunki ziemskie.

7. Ile osób zaangażowanych jest w projekcie i czym się zajmują?

Obecnie intensywnie pracuje około 12 osób: wśród nich przedstawiciel klastru PIKMED odpowiedzialny za medyczne wyposażenie bazy – Tomasz Szelągowski, architekci: Scott Porter i Leszek Orzechowski, grafik: dr Szymek Drobniak, informatyk Michał Gocyła, Kacper Zieliński z firmy Aerolife, inżynierowie Bartosz Moczała i Bartosz Postulka z AGH Space Systems, Szymon Gryś ze Space is More, twórcy łazika Legendary Rover, m. in. Łukasz Bereś, filmowcy, m. in. Karol Horosin, Ola Ławrynowicz z firmy Spirru odpowiedzialna za budowę bioreaktora z alg, koordynatorzy projektu: dr Agata Kołodziejczyk, dr Jakub Mielczarek i dr Bogdan Wszołek. W grupie mamy 40 różnych specjalistów. Nasi psychologowie obecnie zajmują się procesem rekrutacyjnym zgłoszonych ok. 50 kandydatów na nadchodzącą misję księżycową. Ponieważ M.A.R.S. to projekt międzynarodowy, współpraca odbywa się poprzez telekonferencje i wymianę informacji na platformach komunikacyjnych. Osoby podzielone są na zespoły. Raz w miesiącu przedstawiciele zespołów spotykają się, aby omówić bieżące wyzwania i problemy.

8. Czym są misje analogiczne?

Misje analogiczne to forma zdobywania wiedzy i doświadczenia na temat operacyjno-technicznych wyzwań, jakie stoją przez astronautami w trakcie misji załogowych. Najbardziej znaną misją tego typu był “Mars 500”, w ramach którego przez 520 dni w izolacji przebywało sześciu mężczyzn. W trakcie “Mars 500” sprawdzano m.in. autonomiczność załogi, zdolność do współpracy z kontrolą misji, zdolność do rozwiązywania problemów, identyfikację konfliktów oraz wyniki przeprowadzanych testów i prac.

W związku z poważnymi planami budowy habitatu na Księżycu przez Europejską Agencję Kosmiczną pragniemy rozwinąć cykliczny projekt symulacji załogowych misji księżycowych. Tego typu symulacje przeprowadzane są regularnie od 1994r. przez grupę International Lunar Exploration Working Group (ILEWG: http://sci.esa.int/ilewg/) w postaci dwu-, lub czterotygodniowych operacji z załogą 6 astronautów. Celem tych misji jest optymalizacja badań geologicznych i astrobiologicznych. Grupa ta pracuje na całym świecie z wykorzystaniem istniejących habitatów, n.p. Mars Desert Research Station na pustyni Utah. ILEWG zaproponowała wsparcie projektu M.A.R.S.

Analogi misji księżycowych są szczególnie poważnie traktowane w Chinach. Specjalnie do tego celu Uniwersytet w Pekinie wybudował habitat księżycowy o nazwie Yuegong-1 lub Lunar PALACE (Permanent Astrobase Life-support Artificial Closed Ecosystem). Od 2014 r. nieprzerwanie odbywają się tam badania naukowe i nieustannie usprawniane są funkcje habitatu celem uzyskania statutu najlepszej na świecie zamkniętej biosfery. Najdłuższa symulacja misji księżycowej odbyła się w Lunar Palace i trwała 105 dni. Trzem członkom załogi udało się przetrwać w odizolowanym środowisku, z możliwością korzystania jedynie z zasobów i technologii dostępnych wewnątrz habitatu.

9. Po co nam kolejny habitat do misji księżycowych?

Na świecie istnieje jedynie kilka wyspecjalizowanych laboratoriów naukowo badawczych tego typu, a każde samo w sobie jest oryginalne i jedyne w swoim rodzaju. Dostęp do nich jest zatem ograniczony, a pierwszeństwo mają osoby ściśle powiązane z habitatem, bądź silną grupą prowadzącą misję w danej lokalizacji. Polacy stanowią niewielki procent udziałowy w tego typu misjach, nie tylko ze względu na brak dostępu, ale również na brak możliwości materialnych. Najtańsze takie misje przeprowadzane są przez Austrian Space Forum i kosztują ok. 1000 EU/2 tyg. od osoby. Wciąż jest to cena zaporowa dla polskiego studenta. Przygotowanie habitatu i symulacja misji wymaga ogromnego nakładu nie tylko pracy specjalistów z rożnych dziedzin, ale również specjalistycznego sprzętu, którego z reguły nie można nigdzie kupić, a jego wykonanie wymaga interdyscyplinarnego wysiłku intelektualnego, zdolności inżynierskich i dostępu do warsztatu, gdzie można fizycznie wykonać projekt. Wierzymy, że utworzenie M.A.R.S. namacalnie przybliży kosmos Polsce.

10. Jakie badania są planowane w trakcie AMSC?

Symulacja będzie trwała 2 tygodnie; zatem czas na realizacje poważnych badań naukowych będzie ograniczony. Planowane są następujące zadania operacyjne: 

  • Telemetryczny monitoring zegara biologicznego. Wykorzystane w tym celu będą nowoczesne urządzenia telemetryczne i telemedyczne. Po trzech dniach od startu misji astronauci będą w pełni zaadoptowani do warunków habitatowych i specjalnie zaprojektowanych warunków oświetleniowych (“Time Architecture”, A. Kołodziejczyk, L.Orzechowski);
  • Eksperymenty geologiczne, m. in. analiza spektrometryczna symulanta regolitu księżycowego;- Opracowanie metody uprawy roślin na bazie symulanta regolitu wraz z biomasą wyprodukowaną w bioreaktorach owadzich i glonów Spirulina;
  • Projektowanie i tworzenie narzędzi habitatowych z wykorzystaniem drukarki trójwymiarowej;
  • Rozbudowa habitatu;
  • Testowanie systemów telerobotycznych na terenie badawczym habitatu.

11. Co ma być efektem organizowanego przedsięwzięcia?

Wierzymy, że zadania zaprojektowane przez nasz zespół nie tylko dostarczą wiedzy, która będzie publikowana i prezentowana na konferencjach światowych, ale również umożliwi członkom załogi zdobycie cennego doświadczenia i przyczyni się do zwiększenia jakości habitatu na przyszłe misje. Projekt M.A.R.S. sam w sobie jest eksperymentem. Jeśli się nam uda, być może w przyszłości tego typu laboratoria będą coraz częściej i odważniej tworzone w Europie.

12. Dlaczego akurat w Turzy będzie realizowany projekt?

Turza należy do malowniczych, czystych ekologicznie i elektromagnetycznie (brak zanieczyszczenia światłem w nocy) miejsc małopolski. Niebo jest rozgwieżdżone tysiącem gwiazd, bez problemu gołym okiem widoczna jest Droga Mleczna. Marsjanum będzie znajdowało się na terenie należącym do Obserwatorium Astronomicznego Królowej Jadwigi, dzięki czemu astronauci będą mieli dostęp do zaawansowanych obserwacji nieba, również z wykorzystaniem specjalistycznej aparatury dostępnej w obserwatorium – dryfowania po Wszechświecie okiem teleskopu czy anteny radiowej. W przyszłości planujemy możliwość wymiany informacji z sondami kosmicznymi z użyciem wyspecjalizowanego sprzętu radiowego, wchodzącego w skład wyposażenia obserwatorium.