Nauka

Studia wywołały w nas pasję do nauki.

To właśnie na uczelni zainteresowanie lotnictwem i kosmosem przerodziło się w potrzebę głębszego rozumienia technologii, eksperymentowania i pracy nad problemami, które nie mają prostych odpowiedzi. W trakcie naszej drogi akademickiej uczestniczyliśmy jako studenci w interdyscyplinarnych zespołach projektowych i badawczych — od kompletnych koncepcji misji kosmicznych, przez badania materiałowe na rzeczywistym hardware ESA, po systemy bezpieczeństwa przyszłych habitatów.

Poniżej pokazujemy wybrane projekty akademickie, w których uczestniczyli członkowie naszego zespołu. Nie są to komercyjne realizacje NexThrust Industries; autorstwo i prawa pozostają przy właściwych zespołach, uczelniach i instytucjach.
Io — obrazy z misji Galileo NASA/JPL
Trzy widoki Io z danych misji Galileo.
Grafika pokazuje zestawienie sześciu ujęć powierzchni Io — najbardziej aktywnego wulkanicznie księżyca w Układzie Słonecznym — wykorzystywane jako wizualne tło dla projektu misji IFESTOS.
Źródło grafiki: https://science.nasa.gov/photojournal/three-views-of-io/
01 · Mission design

IFESTOS — naukowa misja do sprzężonego układu Io–Jowisz.

Jest to misja powstała w trakcie elitarnego wydarzenia organizowanego we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną dla 50 studentów z Europy i Kanady. Międzynarodowy zespół, którego członkiem był Michał Pietras, opracował projekt IFESTOS jako kompletną koncepcję misji badającej sprzężony układ Io–Jowisz.

Science case koncentrował się na pełnym łańcuchu procesów łączących aktywność wulkaniczną Io z jego egzosferą i jonosferą, powstawaniem torusa plazmowego oraz transportem materii i energii w wewnętrznej magnetosferze Jowisza. Io jest dominującym wewnętrznym źródłem plazmy magnetosfery Jowisza: materia uwalniana z jego atmosfery i erupcji zostaje jonizowana, a powstała plazma bogata w tlen i siarkę tworzy gęsty torus w pobliżu orbity księżyca. Kluczowym problemem naukowym pozostaje powiązanie zmienności źródła wulkanicznego z jonizacją, ogrzewaniem, transportem i stratami plazmy.

Strategia obserwacyjna łączyła wielokrotne bliskie przeloty obok Io, pomiary in situ podczas przejść przez torus plazmowy oraz globalne mapowanie środowiska magnetycznego. Zespół opracował kompletną architekturę misji obejmującą trajektorię, statek, dziesięcioinstrumentowy payload, zasilanie, telekomunikację, napęd, operacje i analizę ryzyka. Michał Pietras był członkiem zespołu projektowego i odpowiadał za obszar propulsion.

Summer School AlpbachFFG · ESA · Austrospace
FFG, ESA i Austrospace
Wizualizacja techniczna badań powłok MoSi₂ na komorach ciągu 2N
Wizualizacja techniczna: schematyczne przedstawienie miejsca występowania powłoki na wewnętrznej powierzchni komory/dyszy małogabarytowego silnika satelitarnego.
02 · Materials research

Powłoki żaroodporne dla komór ciągu 2N — badania na rzeczywistym hardware ESA.

Projekt dotyczył opracowania powtarzalnej, nieniszczącej metody oceny grubości dyfuzyjnych powłok krzemkowych na wewnętrznych powierzchniach małogabarytowych komór ciągu 2N oraz zwiększenia efektywności ich osadzania. Szczególnym problemem technologicznym była geometria komory: dostęp do powierzchni wewnętrznych jest ograniczony, a ich średnica lokalnie maleje do kilku milimetrów, co utrudnia zarówno kontrolę jakości warstwy, jak i uzyskanie równomiernego procesu depozycji.

Prace były realizowane pod opieką prof. Grzegorza Moskala i bazowały na wieloletnim kierunku badań jego zespołu nad wysokotemperaturowymi powłokami MoSi₂ otrzymywanymi metodą activated powder pack cementation na podłożach molibdenowych. Zakres obejmował m.in. ocenę geometrii i jednorodności warstwy, opracowanie pośredniej metody pomiarowej oraz analizę mikrostrukturalną próbek po procesie. Walidację rozwiązania prowadzono z wykorzystaniem rzeczywistych komór ciągu 2N dostarczonych przez ESA ESTEC. Michał Pietras i Bruno Gładysz uczestniczyli w pracach jako członkowie studenckiego zespołu badawczego.

Kontekst badań — publikacja Politechniki Śląskiej →
03 · Space habitats

Habitat pozaziemski — projektowanie i bezpieczeństwo stref kwarantanny.

Interdyscyplinarny projekt Politechniki Śląskiej analizował strefę kwarantanny jako autonomiczny, hermetyczny podsystem przyszłego habitatu pozaziemskiego. Punktem wyjścia było założenie, że izolacja medyczna, biologiczna lub operacyjna nie może być traktowana jako zwykłe wydzielenie przestrzeni: musi posiadać własną, kontrolowaną architekturę środowiskową, zdolną ograniczyć ryzyko kontaminacji krzyżowej i utrzymać funkcjonowanie przy ograniczonych zasobach oraz utrudnionym dostępie do serwisu zewnętrznego.

Część inżynierska koncentrowała się na ECLSS dla strefy izolacji. Analizowano zamknięcie obiegów gazowych i ciekłych, odzysk wody, przetwarzanie moczu i ścieków, regenerację atmosfery, usuwanie CO₂, generowanie i odzysk tlenu, kaskady ciśnień, niezależną wentylację, filtrację, sterylizację oraz gospodarkę odpadami biologicznymi. Jako punkt odniesienia wykorzystano doświadczenia ISS — m.in. architekturę WRS z podsystemami UPA i WPA, rozwiązania CDRA/4BMS, elektrolityczne generowanie tlenu oraz reaktor Sabatiera — analizując jednocześnie ich awarie, ograniczenia i możliwości adaptacji do bardziej autonomicznego habitatu planetarnego.

Projekt łączył perspektywę inżynieryjną z biomedyczną i prawną: poza systemami podtrzymywania życia rozpatrywano monitoring stanu osoby izolowanej, procedury bezpieczeństwa, organizację długotrwałej kwarantanny oraz konsekwencje prawne ograniczenia swobody członka załogi w środowisku pozaziemskim. Michał Pietras był członkiem interdyscyplinarnego zespołu projektowego.