Z przestrzeni kosmicznej na co dzień

ERIS powinien obejmować z jednej strony centra technologiczne dla robotyki i wykorzystania zasobów na miejscu (zob. tekst). Do nich należą duży symulator powierzchni planetarnych, który może generować temperatury od +/- 150 stopni Celsjusza, hala testowa robotyki oraz teren na zewnątrz do przeprowadzania eksperymentów. Trzecie centrum technologiczne "Habitaty" zawiera testową biosferę (z szklaną kopułą na środku) oraz symulator technologii habitatowych z wymiennymi modułami i miejscem dla do sześciu osób, w którym można realizować zamknięte obiegi materiałów. Budynki administracyjne, centrum odwiedzających oraz centrum kontroli misji dopełniają kompleks badawczy ERIS.

Centrum Badawcze ERIS ma powstać w Saksońskiej Łużycach lub w środkowo-niemieckim rejonie. Oprócz budynków naukowych w pobliżu planowany jest także innowacyjny park mieszkaniowy, a także park przemysłowy Spacetech oraz park przemysłowy Greentech.

Dziedzina inżynierii kosmicznej na Politechnice Berlińskiej (TU) Berlin aktywnie uczestniczy w planowanym Centrum Badawczym European Research Institute for Space Resources (ERIS), które ma opracowywać nowe technologie dla przestrzeni kosmicznej i wykorzystywać je do zrównoważonego życia na Ziemi. Wniosek projektowy znajduje się obecnie w ostatniej rundzie konkursu „Wissen schafft Perspektiven für die Region!”. Konkurs został ogłoszony przez Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych (BMBF), Wolne Państwo Saksonia oraz Land Saksonia-Anhalt. Zostaną wybudowane po jednym Centrum Badawczym w Saksońskiej Łużycach i w środkowo-niemieckim rejonie. Kwota dofinansowania wynosi po 1,1 miliarda euro na każde centrum. Decyzja ma zapaść pod koniec września.

Ze względu na niemal 100 złożonych koncepcji w dwustopniowym procesie przyznawania funduszy, BMBF zaleciło sześć najbardziej przekonujących projektów do kolejnej fazy finansowania. Projekty te miały możliwość opracowania do końca kwietnia 2022 roku koncepcji podlegającej ocenie. Z inicjatywy TU Bergakademie Freiberg złożono wniosek o utworzenie Centrum Badawczego ERIS z naciskiem na zasoby kosmiczne. Konsorcjum ERIS obecnie składa się z 66 partnerów z sektora nauki i przemysłu i przewiduje utworzenie 1200 nowych miejsc pracy w regionie. Celem projektu jest innowacyjne rozwiązanie obecnych wyzwań na Ziemi poprzez postęp w technologiach kosmicznych. W planach są nowe, oszczędne w zasoby metody produkcji, zrównoważone zaopatrzenie ludności oraz eksploatacja nowych źródeł surowców.

Technologia kosmiczna już dziś jest codziennością

„Zaawansowane technologie z przestrzeni kosmicznej są już obecnie wykorzystywane na Ziemi i kształtują naszą codzienność”, mówi prof. dr inż. Enrico Stoll, kierownik Zakładu Inżynierii Kosmicznej na TU Berlin i jeden z czterech spikerów ERIS. Do nich należą m.in. systemy GPS, kamery w smartfonach z czujnikiem CMOS, termometry na podczerwień, a także filtry wodne i pompy insulinowe. Technologie i procesy opracowane na potrzeby budowy stacji badawczych na Księżycu czy Marsie mają również ogromny potencjał transferu i innowacji. „Techniki takie jak druk 3D, które mogą obejmować zupełnie inne dziedziny zastosowań, mogą znacząco poprawić nasz sposób życia”, wyjaśnia Stoll.

Doświadczenie w satelitach, robotyce i druku 3D

Zakład Inżynierii Kosmicznej wnosi swoją ekspertyzę głównie w zakresie technologii produkcyjnych do wniosku, wspierając m.in. eksplorację zasobów i robotykę. Z wieloletnim doświadczeniem w budowie satelitów, zakład ten posiada już solidne podstawy do rozwoju systemów kosmicznych dla innych ciał niebieskich. Grupa robocza „Eksploracja i napędy” bada technologie wykorzystywania zasobów na Księżycu, tzw. In-Situ Resource Utilization (ISRU). Przede wszystkim chodzi o powszechnie występujący na powierzchni Księżyca regolitu księżycowego (potocznie pył księżycowy). Z tego można wydobywać cenne pierwiastki, takie jak metale czy tlen, niezbędne do budowy stacji badawczych. Kolejne projekty badawcze skupiają się na wytwarzaniu struktur i półproduktów z regolitu księżycowego. Metodą druku 3D, przy użyciu lasera lub skupionego światła słonecznego, można go stopić i w przyszłości używać jako materiału budowlanego do konstrukcji budynków i dróg na Księżycu.

Inżynieria kosmiczna to nie zbędny objazd

„Planowane Centrum Badawcze ERIS łączy kompetencje z dziedzin badań kosmicznych oraz technologii zasobów, energii, produkcji i środowiska, otwierając tym samym szerokie możliwości rozwoju”, mówi Simon Stapperfend, odpowiedzialny menedżer projektu z ramienia TU Berlin. Inżynieria kosmiczna nie jest więc zbędnym objazdem, lecz inspiracją dla nowych technologii na Ziemi. „Technologia umożliwiająca życie ludzi na Księżycu i Marsie może także służyć na Ziemi do ograniczenia zużycia zasobów, zamknięcia lokalnych obiegów materiałowych i oszczędzania energii”. Ekstremalne warunki środowiskowe na Księżycu i Marsie oraz konieczność korzystania wyłącznie z lokalnych surowców oznaczałyby, że wszystkie materiały pomocnicze musiałyby być regenerowane i zwracane do obiegu, co ma wiele podobieństw do wyzwań społecznych związanych z przejściem na zrównoważony rozwój. Ze względu na nieprzyjazne warunki na Księżycu, wiele złożonych zadań musiałoby być wykonywanych niezawodnie przez roboty, co może również dawać nowe impulsy dla zastosowań na Ziemi.