HCS (Hard Capture System) to System Twardego Przechwytywania, który posłuży do wytworzenia sztywnego i hermetycznego połączenia między dwoma elementami. Mogą to być dwa moduły stacji orbitalnej – jak w przypadku Lunar Gateway albo na przykład wahadłowiec i stacja kosmiczna – zgodnie z założeniami obecnego projektu. Dzięki HCS możliwe będzie zapewnienie bezpiecznego przejścia pomiędzy dwoma statkami, a także stworzenie połączenia serwisowego. W awaryjnych sytuacjach system pozwoli na szybką separację pojazdów. Docelowo ma też pozwalać na transfer energii elektrycznej, danych i płynów, na przykład paliwa. System będzie mieć więc bezpośrednie przełożenie na bezpieczeństwo astronautów przechodzących pomiędzy statkiem, a stacją czy wykonujących prace serwisowe.

HCS powstał na potrzeby mechanizmu IBDM – International Berthing and Docking System. Jest to uniwersalny system dokowania, kompatybilny na przykład z adapterem znajdującym się w amerykańskiej części Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Na etapie tworzenia konstruktorzy przewidzieli też możliwość modyfikacji pod kątem innych adapterów i systemów dokowania. I właśnie ta uniwersalność sprawia, że ten system ma szansę stać się standardem, który będzie wykorzystywany w przyszłych misjach załogowych.

Cały mechanizm IBDM został zaprojektowany z myślą o nowym wahadłowcu Dream Chaser firmy Sierra Nevada Corporation (SNC) Space Systems, ale z powodzeniem może zostać wykorzystany także w innych misjach, dokujących na przykład do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej czy przy Lunar Gateway, której budowa ma rozpocząć się w 2025 roku.

Kluczowe komponenty powstały w Warszawie

SENER Polska realizował projekt HCS jako część międzynarodowego konsorcjum IBDM, w skład którego wchodziły firmy z Belgii, Hiszpanii, Szwajcarii i Polski. HCS to już kolejny projekt realizowany w ten sposób, a przez lata działalności SENER Polska zyskał w tego typu pracy istotne doświadczenia. Tym razem we współpracy brały udział firmy, takie jak: SENER Aeroespacial z Hiszpanii, QinetiQ Space z Belgii oraz Maxon ze Szwajcarii. Ostateczny nadzór nad projektem pełniła natomiast Europejska Agencja Kosmiczna, z którą SENER Polska współpracuje od lat.

Łukasz Powęska, który w zespole projektowym pełnił rolę kierownika opowiada o szczegółach pracy nad systemem:

Łącznie zaprojektowaliśmy, zintegrowaliśmy i przetestowaliśmy pięć rodzajów urządzeń. Stworzyliśmy separatory, które zapewnią energię do rozdzielenia statków podczas dokowania. Powstał system transmisji danych i energii – ten z kolei posłuży do łączenia i rozłączania połączeń elektrycznych pomiędzy wahadłowcem a stacją kosmiczną. Trzecim urządzeniem są osłony MMOD przeciwko mikrometeoroidom i śmieciom kosmicznym. Do tego mamy dwa rodzaje czujników: gotowości do dokowania (RTH) oraz informujące o poprawnej separacji pojazdów (UCS). Mówimy więc o komponentach kluczowych dla funkcjonowania całego systemu. (...) Praca nad tymi elementami była dla nas ogromnym wyzwaniem z różnych względów. Projekt obejmował szereg zróżnicowanych mechanizmów, dlatego sam zakres prowadzonych prac był bardzo szeroki. Co więcej musieliśmy sprostać wyjątkowo wysokim wymaganiom. To oczywiste, że standardy jakości instrumentów kosmicznych należą do najwyższych, ale są jeszcze bardziej wymagające, kiedy mamy do czynienia ze sprzętem, który będzie wykorzystany w misjach załogowych.
Łukasz Powęska

Pracę nad projektem HCS rozpoczęły się w 2017 roku. W związku z tym, że poszczególne komponenty tworzone były od podstaw, początkowe fazy projektu poświęcono na konsolidację wymagań i przygotowanie pierwszych pomysłów związanych z rozwiązaniami technicznymi mechanizmów, za które SENER Polska był odpowiedzialny. W dalszej kolejności dopracowane zostały kwestie techniczne, później nastąpiła faza produkcji, integracji i kwalifikacji pięciu zupełnie różnych podsystemów. Jak podkreśla Powęska, ten okres był dla zespołu bardzo wymagający z uwagi na pięć kompletnie różnych kampanii kwalifikacyjnych prowadzonych równocześnie. Dodaje jednak, że wszystkie z nich zakończyły się sukcesem.

Jeden z najważniejszych projektów roku

IBDM jest dla SENER Polska jednym z wysoce istotnych projektów. Łukasz Powęska wymienia: uważamy HCS za projekt kluczowy przede wszystkim dlatego, że jego realizacja była dużym wyzwaniem, za czym idzie równie duża satysfakcja i wysoki prestiż realizacji takiego projektu, z uwagi na fakt, że jest to pierwszy system jaki SENER Polska realizuje w ramach misji załogowych. Zyskaliśmy dzięki temu bezcenne doświadczenie, które wykorzystamy przy nadchodzących projektach. Po drugie, dzięki udziałowi w konsorcjum IBDM przykładamy się do powstania i wprowadzenia do użytku technologii, która ma szansę stać się międzynarodowym standardem i bezpośrednio wspierać bezpieczeństwo astronautów. Nie bez znaczenia jest też fakt, że IBDM to projekt o charakterze komercyjnym. Zaangażowanie w jego realizację pozwoliło nam umocnić pozycję SENER jako zaufanego partnera na poziomie globalnym. Po raz kolejny pokazujemy, że jesteśmy zdolni do realizacji dużych, komercyjnych projektów. To jest szczególnie istotne biorąc pod uwagę, że komercjalizacja to naturalny kierunek rozwoju sektora. Krótko mówiąc, takie przedsięwzięcia to dla nas coraz lepsze perspektywy na pozyskiwanie bardziej korzystnych kontraktów w przyszłości.

Kosmiczne innowacje powstają w zespole

Na sukces realizacji projektu składa się szereg czynników, z których najważniejszymi są kompetencje zespołu projektowego. Łukasz Powęska wskazuje, jakie cechy powinny mieć osoby, które planują rozpoczęcie ścieżki w sektorze kosmicznym:

Oczywiście podstawą są umiejętności techniczne, niezbędne do zrozumienia wytycznych i stworzenia mechanizmu, który będzie im odpowiadał. Poza tym liczą się kompetencje miękkie, niezbędne w każdej pracy, na przykład sprawna praca w zespole – pracujemy w jednym zespole przez dłuższy czas, dlatego po prostu trzeba umieć się porozumieć. Często też w obcym języku, także znajomość przynajmniej angielskiego to podstawa. (...) Na pewno trzeba mieć dużo cierpliwości. Sama kampania kwalifikacyjna jednego mechanizmu obejmuje szereg działań: od fizycznego złożenia, przez testy funkcjonalne, wibracyjne, poprzez weryfikację w komorze termiczno-próżniowej, badanie odporności na wyładowania elektrostatyczne kończąc na demontażu mechanizmu, inspekcji każdego z elementów i ponownym złożeniu. W przypadku HCS tego takie kampanie prowadziliśmy tydzień po tygodniu przez kilka miesięcy.
Łukasz Powęska

SENER Polska realizuje międzynarodowe zadania

SENER Polska zaangażowany obecnie jest w szereg różnych projektów o charakterze europejskim i globalnm. Obejmują one zarówno mechanizmy jak i naziemne urządzenia pomocnicze (Mechanical Ground Support Equipment). Przykładami projektów, których efektem końcowym są mechanizmy to na przykład: ATHENA Instrument Selection Mechanism, ATHENA Hold Down and Release Mechanism, ONESAT Ejection System, International Habitat Module (kontynuacja IBDM HCS), PROBA-3 Solar Array Mechanisms. Natomiast w dziedzinie MGSE są to urządzenia do takich programów jak – PLATO, ELT, ATHENA, GALILEO, BioMass.

Opracowanie: SENER Polska