Powstaje demonstrator optycznego systemu do monitorowania obiektów w przestrzeni kosmicznej

Europejska Agencja Kosmiczna powierzyła realizację projektu EON (European Optical Network), międzynarodowemu konsorcjum, kierowanemu przez polską firmę - Sybilla Technologies. EON jest wart 1.8 mln EUR, a jego wykonanie potrwa dwa lata.  

Celem projektu jest zademonstrowanie, przetestowanie i walidacja technologii z obszaru europejskiego systemu świadomości sytuacyjnej w kosmosie (ang. Space Situational Awarness, SSA), w szczególności wykrywania i śledzenia obiektów kosmicznych (ang. Space Surveillance and Tracking, SST), poprzez rozwój naziemnej sieci optycznej, rozwój platformy danych i oprogramowania, a także zaprezentowanie integracji operacyjnej europejskich firm na potrzeby SST. 

Oficjalne rozpoczęcie projektu EON

“Bardzo się cieszę, że udało nam się uzyskać kontrakt Europejskiej Agencji Kosmicznej na tak ważne i potrzebne dla Polski, Europy i świata zadanie jakim jest budowa platformy wspierającej bezpieczeństwo ruchu w przestrzeni kosmicznej. Przy dziesiątkach tysięcy niebezpiecznych obiektów na orbicie okołoziemskiej nawigacja robi się coraz trudniejsza, a konsekwencje błędów coraz większe. Przykładowo, spacer w przestrzeni kosmicznej wiąże się już z koniecznością monitorowania setek milionów obiektów, aby zapewnić bezpieczeństwo astronauty.” - mówi Piotr Sybilski, Prezes Sybilla Technologies Sp. z o.o.

Oficjalne rozpoczęcie projektu nastąpiło 8 grudnia w Toruniu, podczas podpisania porozumienia pomiędzy Polską Agencją Kosmiczna a Fundacją Przedsiębioczy Toruń.

„Projekt EON jest szansą dla rozbudowy istniejących i tworzenia nowych firm branży kosmicznej w Toruniu i regionie. Jest także ważnym kamieniem milowym w staraniach o stworzenie regionalnej specjalizacji w zakresie obserwacji przestrzeni kosmicznej.” - mówi Paweł Żywiecki, Prezesa Zarządu Fundacji Przedsiębiorczy Toruń.

Międzynarodowe konsorcjum - 9 podmiotów z 6 państw

Konsorcjum tworzy dziewięć podmiotów, pochodzących z sześciu państw europejskich. Obok Sybilli, Polskę reprezentuje firma Cilium Engineering, natomiast partnerzy z pozostałych krajów to OKAPI: Orbits i Vyoma (Niemcy), Uniwersytet Arystotelesa w Salonikach i Libre Space Foundation (Grecja), AstroTech (Węgry), Iguassu Software Systems (Czechy) oraz z NTT Data (Rumunia). Dodatkowo Konsorcjum będzie współpracować z innymi podmiotami (Astros ze Słowacji i AIUB ze Szwajcarii), które będą pełnić rolę konsultantów i dostawców danych.

Projekt skupia się głównie na obserwacji obiektów znajdujących się na orbicie geostacjonarnej (GEO), aczkolwiek Konsorcjum oferuje również rozwiązania dla obiektów znajdujących się na wyższych partiach niskiej oraz średniej orbity okołoziemskiej (odp. HLEO i MEO). W efekcie Konsorcjum podłączy do europejskiej sieci 16 sensorów Panoptes-Solaris zarządzanej przez Sybilla Technologies dodatkowe 15 teleskopów, a także pozwoli na ich zarządzanie z poziomu autorskiej platformy WebPlan – służącej do zadaniowania i monitorowania sensorów. 

“Obserwacje optyczne oraz produkty otrzymane z danych obserwacyjnych gwarantują bezpieczeństwo statku kosmicznego oraz powodzenie misji. Przyczyniają się do zrównoważonego wykorzystania środowiska kosmicznego. Zapewnienie nieprzerwanej dostawy wysokiej jakości danych obserwacyjnych jest niezbędne dla obsługi satelitów ulokowanych na wysokich orbitach okołoziemskich. Dalszy rozwój powiązanych technologii w kontekście europejskim jest wspierany przez program Bezpieczeństwa Kosmicznego ESA. To nowe działanie ma przed rokiem 2024 zademonstrować, przetestować i zweryfikować kompletny, prowadzony przez klienta, użytkownika, kompleksowy proces polegający na równoczesnym przetwarzaniu danych, planowaniu obserwacji, wyszukiwaniu danych, określaniu orbity, generowaniu produktów i rozpowszechnianiu wyników. Do celów demonstracji należy wybrać i zainstalować odpowiedni zestaw sensorów oraz skutecznie połączyć je w sieć przy użyciu ujednoliconych produktów do wymiany danych.” - mówi Tim Flohrer ESA, Head of the Space Debris Office.

Sieć sensoryczna, ale nie tylko!

Poza rozbudową sieci sensorycznej jego wykonawcy skoncentrują się także na przygotowaniu i testowaniu usług dostarczanych dla wybranych operatorów satelitarnych, wspierając ich od momentu wystrzelenia, poprzez separację i wejście na orbitę docelową, a także w ramach codziennego utrzymania bezpieczeństwa na orbicie, relokacji oraz ewentualnego zakończenia pracy i bezpiecznego zakończenia życia satelity.

Obserwacja obiektów często niedostępnych dla tradycyjnych teleskopów

W przypadku obiektów znajdujących się na HLEO i MEO, Konsorcjum oferuje system Optical Fence, opracowywany przez polską firmę – Cilium Engineering. System będzie się składać z co najmniej dwóch stacji obserwacyjnych, wyposażonych w kamery, ulokowanych na podobnych długościach geograficznych, w odległości od 1,500 – 2,000 km. Zastosowanie techniki triangulacji umożliwi obserwację obiektów często niedostępnych dla tradycyjnych teleskopów. Dotychczasowe dane wykazują, że dzięki Optical Fence będzie można dostarczać dane dla ok. 250 satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej w ciągu jednej nocy.

“Firma Cilium Engneering w ramach konsorcjum realizującym niezwykle ambitny i ważny z punktu widzenia bezpieczeństwa kosmicznego projekt zajmie się adaptacją istniejących sensorów optycznych do wymagań określonych przez Europejska Agencję Kosmiczną, co w konsekwencji umożliwi ich integrację z siecią teleskopów obserwujących obiekty na orbicie okołoziemskiej. Segment naziemny jest aktualnie kluczowy w katalogowaniu znanych i wykrywaniu nowych obiektów znajdujących się na orbicie. Dane obserwacyjne pozwolą na świadczenie niezbędnych usług bezpośrednio na rzecz operatorów satelitów, a także poprzez ESA i agencje narodowe.” - Stanisław Kozłowski, Prezes, Cilium Engineering.

Ambitne plany partnerów konsorcjum

Partnerzy Konsorcjum dysponują już poszczególnymi narzędziami m.in. do procesowania danych astronomicznych, rozwijania usług dla użytkowników końcowych, zdalnego zarządzania teleskopami, a także niezależną platformą wymiany danych SST. W ramach projektu istniejące oprogramowanie będzie rozbudowywane, wzbogacone o dodatkowe algorytmy i zintegrowane na poziomie europejskim. Ponadto zostaną opracowane połączenia oraz standardy między pod-systemami, a także portal dostępowy dostępny z poziomu przeglądarki. W efekcie użytkownik końcowy, będzie mógł za pomocą zaledwie kilku kliknięć otrzymać aktualne dane dotyczące interesującego go obiektu na orbicie.

Projekt EON to duża szansa dla polskiego i europejskiego systemu SSA, który daje możliwości gromadzenia i przetwarzania znacznej ilości danych, a także budowę i testowanie technologii do świadczenia usług. Śmieci kosmiczne stanowią poważne zagrożenie dla infrastruktury w kosmosie. Zderzenie nawet z niewielkim odłamkiem, może prowadzić do poważnego, a nawet trwałego uszkodzenia satelity. Kolizje obiektów skutkują wytworzeniu chmury odpadów, które z kolei też mogą się zderzać generując nową liczbę odpadów (tzw. syndrom Kesslera), zaś ponowne wchodzenie obiektów do atmosfery ziemskiej stwarza zagrożenie dla infrastruktury naziemnej. Obecnie szacuje się, że w przestrzeni kosmicznej znajduje się ok. 36,5 tys. śmieci kosmicznych większych niż 10 cm oraz 330 mln mniejszych niż 1 cm. Wykrywanie, śledzenie i katalogowanie obiektów to filary rozwoju świadomości sytuacyjnej w kosmosie, jak i baza dla dla powstającego obecnie systemu do Zarządzania Ruchem Kosmicznym (Space Traffic Management).