Młodzi naukowcy z UWM uczestniczyli w kampanii lotów parabolicznych ESA

Doktoranci z Wydziału Geoinżynierii Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie w listopadzie 2025 roku wzięli udział w 88. kampanii lotów parabolicznych Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), realizowanej we współpracy z francuską firmą Novespace. Jej celem było przetestowanie technologii wydobycia księżycowego regolitu, który stanowi fundament dla przyszłej gospodarki kosmicznej. Posłuchajcie rozmowy Marty Wiśniewskiej z mgrem inż. Tomaszem Kozakiewiczem i mgrem inż. Mateuszem Czyrzniakiem.

Eksploracja kosmosu coraz częściej opiera się na wykorzystaniu lokalnych zasobów, co obniża koszty i zwiększa autonomię misji. Koncepcja In-Situ Resource Utilization (ISRU) obejmuje pozyskiwanie, przetwarzanie i wykorzystanie surowców bezpośrednio w przestrzeni kosmicznej. W działania te zaangażowane są czołowe agencje – NASA w programie Artemis oraz ESA w inicjatywie Terrae Novae – wyjaśnia dr hab. inż. Karol Seweryn z Centrum Badań Kosmicznych PAN, kierownik projektu.

Polski zespół tworzą badacze z konsorcjum, w skład którego wchodzą: Centrum Badań Kosmicznych PAN, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski oraz firma Spacive. Na czele zespołu z UWM stoi dr hab. inż. Jacek Katzer, prof. UWM, kierownik Centrum Inżynierii Lądowej na Wydziale Geoinżynierii.

Nabierak do księżycowej koparki, który był poddawany testom, jest efektem projektu księżycowego, który realizowaliśmy w konsorcjum wspólnie z AGH i Centrum Badań Kosmicznych PAN”

– informuje prof. Jacek Katzer.

W 88. kampanii lotów parabolicznych wzięło udział dwóch doktorantów z Wydziału Geoinżynierii UWM: mgr inż. Mateusz Czyrzniak oraz mgr inż. Tomasz Kozakiewicz, którzy realizują prace doktorskie w dyscyplinie inżynieria lądowa, geodezja i transport. Co prawda żadnemu z nich nie udało się wzbić w powietrze, ale uczestniczyli we wszystkich pracach wykonywanych na ziemi, w tym w przygotowywaniu eksperymentów.

Naszym głównym zadaniem było przeprowadzanie naziemnych testów urządzeń, tzn. sprawdzanie, czy sprzęt działa poprawnie i ewentualnie wprowadzanie poprawek do urządzenia. Zdarzało się, że przeprowadzany test nie wychodził i wtedy trzeba było znaleźć usterkę i ją naprawić. Wszystkie urządzenia musiały być gotowe dzień przed lotami”

– wyjaśnia mgr inż. Mateusz Czyrzniak, a mgr inż. Tomasz Kozakiewicz dodaje:

Dużo pracy do wykonania było też po każdym locie, bo przed kolejnym dniem trzeba było przygotować się do kolejnych eksperymentów. Podam przykład: testy dotyczyły m.in. tego, jak koparka księżycowa zachowuje się w różnych rodzajach regolitu, więc przed kolejnymi lotami trzeba było je wymieniać i w tym także wspieraliśmy zespoły z CBK PAN i AGH.”

Loty paraboliczne mają na celu zasymulować warunki zmniejszonej grawitacji, które panują m.in. na Księżycu. Osoba, która bierze w nich udział, musi zmierzyć się z dużymi przeciążeniami.

Przeciążenia podczas takiego lotu są dwukrotnie większe w stosunku do tego, z czym mamy do czynienia na Ziemi. Wygląda to tak, że tuż przed parabolą przeciążenie sięga prawie 2G, co oznacza, że osoba, która waży 50 kg, czuje, jakby ważyła 100 kg. Następnie gwałtownie następuje spadek i odczuwa się wartość jednej szóstej ziemskiego przyciągania, czyli są to już takie warunki, jakie panują na Księżycu. Trwa to około 30 sekund i po tym czasie znowu przeciążenie 2G – i tak kilkadziesiąt razy w ciągu jednego lotu! Warto również wspomnieć, że samolot w początkowej części paraboli znajduje się pod kątem 50 stopni, a w ciągu 20 sekund zwiększa wysokość o 2,5 kilometra”

– wyjaśnia mgr inż. Tomasz Kozakiewicz, który miał dużą szansę, by doświadczyć tego na własnej skórze, bo był rezerwowym członkiem załogi.

Obaj doktoranci przyznają, że wzięcie udziału w kampanii lotów parabolicznych Europejskiej Agencji Kosmicznej było czymś wyjątkowym, co nie tylko pozwoliło poszerzyć wiedzę czy nawiązać naukowe kontakty, ale także chociaż na chwilę znaleźć się bliżej kosmosu.

Było to bardzo ciekawe doświadczenie, ponieważ mogliśmy współpracować z zespołami badawczymi z różnych krajów, które prowadziły badania z różnych dziedzin nauki. Dla mnie osobiście wyjazd był bardzo pouczający, poszerzył moje horyzonty i otworzył głowę. Nie przypuszczałbym, że można poddać analizie np. to, co się dzieje, gdy człowiek potyka się na Księżycu. Bardzo cenne było również zdobycie nowych kontaktów, które z pewnością zaprocentują w przyszłości”

– mówi mgr inż. Mateusz Czyrzniak.

Chociaż nie udało mi się wziąć udziału w samym locie, to myślę, że samo uczestniczenie w tej kampanii, przebywanie tam ponad tydzień i obserwowanie, jak przeprowadzane są eksperymenty naukowe dotyczące np. przebywania człowieka na Księżycu, było czymś bardzo ciekawym. Wspaniale było przebywać w tym kosmicznym środowisku”

– dodaje mgr inż. Tomasz Kozakiewicz.

Posłuchajcie rozmowy Marty Wiśniewskiej!

Jak poinformował po zakończeniu kampanii dr hab. inż. Karol Seweryn, została ona przeprowadzona z sukcesem. Wzięło w niej udział sześciu operatorów eksperymentów: Konrad Rutkowski (CBK PAN), Adam Kolusz (AGH), Jakub Kopeć (AGH), Grzegorz Chmaj (Spacive/DRI Solution), Karol Seweryn (CBK PAN) oraz Ryszard Zawiła (Spacive). Na potrzeby kampanii ESA opracowano zestaw eksperymentalny PETER (Planetary Excavation Technology vERification system), który został wykorzystany podczas lotów parabolicznych. W skład zestawu wchodzą: urządzenie RCE, komora testowa do testu ścinania płytowego, bęben obrotowy do analizy kąta zsypu, analogi regolitu księżycowego AGK-2010 i JSC-1A, szczelna obudowa zabezpieczająca sprzęt i załogę przed pyłem.

Regolit został umieszczony w transparentnych pojemnikach i posłużył do przeprowadzenia eksperymentów. Zbadaliśmy pobieranie próbek regolitu, testy ścinania płytowego i kąta usypu. Każdego dnia testów pracowaliśmy na innym regolicie. Dodatkowo w każdej paraboli regolit będzie resetowany do swoich nominalnych parametrów geotechnicznych”

– wyjaśnia dr hab. inż. Karol Seweryn. Prof. Jacek Katzer przyznaje, że cały zespół z wielką ciekawością przystąpi do opracowywania danych zebranych podczas lotów.

Dotychczas cała praca teoretyczna opierała się o założenia naukowe, ale bez możliwości weryfikacji w warunkach obniżonej grawitacji”

– mówi prof. Jacek Katzer i dodaje, że na efekty przeprowadzonych eksperymentów w postaci wystąpień konferencyjnych czy publikacji, trzeba będzie poczekać przynajmniej kilka miesięcy.

Nie chcemy pochwalić się czymś za szybko – najpierw należy wszystko dokładnie zweryfikować. Musimy być pewni, że obliczenia i modelowanie zostały właściwie przeprowadzone i potwierdzić to wspólnie z innymi członkami naszego zespołu. Możliwość powtórnego wykonania pomiarów nie istnieje, dlatego z tych pojedynczych możliwości trzeba skorzystać bardzo precyzyjnie i pieczołowicie, a potem z szacunkiem odnosić się do uzyskanych wyników.”

88. kampania lotów parabolicznych ESA odbywała się w dniach 17–23 listopada 2025 r. nad Oceanem Atlantyckim. Samolot, który je wykonywał, startował z francuskiego miasta Bordeaux.

Test pochodzi z grudniowego numeru Wiadomości Uniwersyteckich.