Sektor kosmiczny charakteryzuje się jednym z najwyższych poziomów innowacyjności i zaawansowania technologicznego. Dzięki wynalazkom służącym do eksploracji przestrzeni kosmicznej gospodarka staje się bardziej efektywna, a ludzie korzystają z wielu udogodnień. Technologie kosmiczne przyczyniają się do rozwoju nowych sposobów produkcji, wytwarzania unikalnych materiałów i wpływają na organizację pracy. Urządzenia pracujące podczas misji kosmicznych muszą być niezawodne, odporne na ekstremalne warunki, lekkie, a jednocześnie wytrzymałe i energooszczędne. Wymaga to od przedsiębiorstw z sektora kosmicznego zachowania najwyższej staranności. Dzięki temu podnosi się standard przedsiębiorstw, które stają się coraz bardziej nowoczesne i konkurencyjne. To daje im szansę na otrzymywanie kolejnych kontraktów.

Z Kosmosu na Ziemię

Z czasem rozwiązania stworzone na potrzeby eksploracji przestrzeni kosmicznej znajdują zastosowanie na Ziemi. Korzystamy z wielu na co dzień, nawet nie zdając sobie sprawy z ich genezy. Przykładów jest wiele. Za pośrednictwem satelitów jest przekazywany sygnał radiowo-telewizyjny, telefoniczny i internetowy. Na bazie fal odbieranych z satelitów działa system nawigacji GPS. Dążąc do miniaturyzacji kamer przeznaczonych dla misji kosmicznych, naukowcy z NASA wynaleźli matrycę CMOS. Na Ziemi znalazła ona zastosowanie w kamerach, aparatach fotograficznych i rentgenowskich. Czujnik podczerwieni stosowany m.in. w termometrach powstał także w laboratoriach NASA.

Zobacz również:

• GenAI jednym z priorytetów inwestycyjnych w firmach
• 9 cech wielkich liderów IT

Przykłady innych transferów technologii kosmicznych można mnożyć.

W wyniku pracy nad metodami podtrzymywania życia astronautów naukowcy z NASA odkryli naturalne źródło kwasu tłuszczowego omega-3. Jest on niezbędny dla prawidłowego rozwoju umysłowego niemowląt. Dziś dodaje się go do sztucznego mleka dla dzieci. Pianka poliuretanowa zapamiętująca kształt to również wynalazek amerykańskiej technologii kosmicznej. Pierwotnym jej przeznaczeniem było wykładanie hełmów kosmonautów. Na Ziemi używana jest m.in. do produkcji materaców. Elektronarzędzia używane na stacjach kosmicznych mają zasilanie akumulatorowe. Te technologie trafiły także do naszych domów, gdzie zastosowano je m.in w bezprzewodowych wiertarkach. Okulary UV to również wynalazek techniki kosmicznej. Zasada działania odkurzacza bezpyłowego opiera się na kosmicznych rozwiązaniach, których celem było ograniczenie ilości kurzu, powstającego podczas pobierania księżycowego gruntu. Hermetyczne pakowanie żywności w folię stosowano pierwotnie na potrzeby misji kosmicznych z udziałem ludzi. Folia NRC wykorzystywana jako izolator w ratownictwie medycznym przemyśle odzieżowym czy sporcie została wynaleziona na potrzeby badań kosmosu. Skrzydła samolotów lub tory kolejowe są odladzane taką samą metodą jak statki kosmiczne.

Kosmiczne liczby

Sektor kosmiczny zyskuje coraz większe znaczenie w światowej gospodarce. Według danych amerykańskiej Space Foundation jego globalne obroty w 2015 roku wyniosły 323 mld USD.

Jak wynika z danych OECD, w 2014 roku najwyższy udział w PKB wydatków na działalność kosmiczną mają Rosja i Stany Zjednoczone – odpowiednio 0,25% i 0,24% rocznie. W Polsce na ten cel przeznacza się kwotę stanowiącą 0,01% PKB. Biorąc jednak pod uwagę nominalną wartość wydatków, liderem są Stany Zjednoczone, których budżet wyniósł 40 mld USD, na drugim miejscy uplasowały się Chiny (6 mld USD), a na trzecim Rosja (5,2 mld USD).

Polskie kosmiczne przyspieszenie

Polska od 2012 roku jest członkiem Europejskiej Agencji Kosmicznej (ang. European Space Agency, „ESA”). Dzięki udziałowi w ESA następuje szybszy transfer technologii kosmicznych do polskiego biznesu i w konsekwencji poprawa jego innowacyjności. Krajowym firmom i ośrodkom badawczym otworzyło to drogę do rozwoju technologii kosmicznych oraz technik satelitarnych poprzez możliwość pełnoprawnego uczestnictwa w większości programów Agencji. W Europejskiej Agencji Kosmicznej stworzony został mechanizm wsparcia dla polskiego przemysłu (Polish Industry Incentive Scheme). Jest to program organizowany przez Zespół Zadaniowy PL-ESA (Task Force PL-ESA), w którego ramach wybrane konkursy przetargowe są kierowane na polski rynek.

Do końca lipca 2016 roku firmy polskiego sektora kosmicznego złożyły do Europejskiej Agencji Kosmicznej 236 wniosków o wsparcie na łączną kwotę ponad 53 mln euro w otwartych konkursach Polish Industry Incentive Scheme. 99 projektów uzyskało wsparcie w wysokości łącznie prawie 20 mln euro, co stanowi niemal 40% kwoty wartości wszystkich aplikacji. Polska składka do ESA wynosi obecnie ok. 34,5 mln euro rocznie, z czego ok 21,8 mln euro przeznaczane jest na programy obowiązkowe, a 12,7 mln euro na programy opcjonalne. W okresie przejściowym 45% składki obowiązkowej (ok. 9 mln euro rocznie) przeznacza się na programy realizowane w ramach Polish Industry Incentive Scheme. Dla rozwoju technologii kosmicznych i wsparcia współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną wprowadzono krajowe rozwiązania systemowe. W 2014 roku została powołana Polska Agencja Kosmiczna – POLSA. Członkostwo Polski w ESA i możliwość uczestnictwa w programach Agencji oznacza dla polskich przedsiębiorców szybszy transfer technologii, dostęp do finansowania rozwoju projektów i technologii wynikający z udziału w konkursach ogłaszanych przez ESA oraz łatwiejszy start w ambitnych, międzynarodowych przedsięwzięciach kosmicznych. Agencja uczestniczy w realizacji strategicznych celów Polski, wspierając rozwój krajowego sektora kosmicznego oraz wykorzystanie systemów satelitarnych, a także rozwijanie technologii kosmicznych dla wzmocnienia gospodarki i obronności państwa. Najważniejsze zadania PAK dotyczą pięciu obszarów: koordynowania aktywności polskiego sektora kosmicznego na poziomie krajowym i międzynarodowym, reprezentowania Polski w kontaktach z międzynarodowymi organizacjami sektora kosmicznego, wspierania krajowych projektów naukowych i biznesowych związanych z technologiami kosmicznymi, jak również działania na rzecz szerszego wykorzystania technologii satelitarnych w pracy administracji publicznej oraz wzrostu potencjału obronnego kraju.

PAK będzie miała znaczący udział w realizacji wizji rozwoju krajowego sektora, zgodnie z którą w 2030 roku polski sektor kosmiczny ma być w wybranych obszarach w pełni konkurencyjny w wymiarze globalnym oraz ma zapewnić Polsce niezależność w dostępie do danych satelitarnych i w ich zastosowaniu. Jednym z narzędzi realizacji tej wizji będzie Krajowy Program Kosmiczny opracowywany przez PAK, opisujący sposoby finansowania rozwoju w Polsce wybranych nisz technologicznych związanych z technologiami satelitarnymi i technikami kosmicznymi.

„W 2016 roku, pierwszym pełnym roku swojej działalności, Polska Agencja Kosmiczna rozpoczęła wiele projektów, których celem jest wspieranie rozwoju krajowego sektora kosmicznego oraz wykorzystania systemów satelitarnych i rozwijania technologii kosmicznych dla wzmocnienia gospodarki i obronności państwa. Obecnie potencjał krajowego sektora kosmicznego jest budowany głównie na współpracy polskich podmiotów z Europejską Agencją Kosmiczną. PAK przygotowała program usług doradczych dla polskiego przemysłu kosmicznego, w którego ramach przeprowadziliśmy ponad 100 godzin bezpłatnych konsultacji dotyczących formalnych i technologicznych aspektów aplikowania do konkursów ESA" – mówi pułkownik Piotr Suszyński pełniący obowiązki prezesa Polskiej Agencji Kosmicznej.

Drugim kluczowym instrumentem rozwoju polskiego sektora kosmicznego będzie Krajowy Program Kosmiczny przygotowywanego przez PAK. Program obejmie m.in. diagnozę polskiego sektora kosmicznego, wskazanie dziedzin z zakresu technik kosmicznych i technologii satelitarnych, których rozwój w Polsce będzie wspierany instytucjonalnie, oraz rekomendację dotyczącą narzędzi finansowania tego rozwoju.

"PAK wspiera współpracę polskich przedsiębiorców z instytutami badawczymi w wybranych dziedzinach działalności kosmicznej, takich jak: robotyka, telekomunikacja czy systemy wynoszenia. Organizujemy spotkania grup roboczych, pośredniczymy w ich kontaktach z partnerami międzynarodowymi, prowadzimy warsztaty z udziałem ekspertów z ESA, promujemy polski potencjał, organizując zagraniczne wyjazdy studyjne i dni informacyjne.

Z myślą o start-upach sektora kosmicznego PAK podjęła działania zmierzające do utworzenia w Polsce inkubatora przedsiębiorczości ESA BIC. Jego celem jest pomoc młodym przedsiębiorcom opracowującym usługi wykorzystujące dane i technologie satelitarne m.in. poprzez zapewnienie im dostępu do infrastruktury badawczej i współfinansowanie pierwszego etapu ich działalności. Dbamy też o zapewnienie kadr dla rosnącego krajowego sektora kosmicznego – PAK wspierała tworzenie nowych kierunków studiów związanych z technologiami kosmicznymi i technikami satelitarnymi w Trójmieście, Zielonej Górze i Olsztynie. Priorytetowym celem PAK w obszarze wzmacniania gospodarki i obronności państwa jest wypracowanie narzędzi i instrumentów zapewniających Polsce niezależność w dostępie do danych satelitarnych wykorzystywanych na potrzeby bezpieczeństwa kraju. W ramach przygotowania do realizacji tego celu PAK zleciła opracowanie studiów wykonalności dużych programów kosmicznych, m.in.: `Astronomicznego satelity obserwacyjnego w paśmie UV`, `Satelitarnego systemu zobrazowań radarowych` oraz 'Systemu świadomości sytuacyjnej w zakresie kosmosu'. Podjęliśmy też starania o dołączenie Polski do Europejskiego Konsorcjum SST (Obserwacja i Śledzenie Obiektów Kosmicznych), które pomoże w budowaniu narodowych kompetencji w obszarze SST i zapewni ochronę strategicznego interesu Polski. PAK prowadzi również działania na rzecz rozwoju międzynarodowej współpracy bilateralnej Polski w dziedzinie kosmosu. Podpisaliśmy porozumienia o współpracy z pięcioma narodowymi agencjami kosmicznymi: francuską, włoską, ukraińską, brazylijską i chińską. Partnerzy o bogatym doświadczeniu w dziedzinie zastosowań technologii satelitarnych i technik kosmicznych mogą odegrać istotną rolę przy realizacji projektów związanych z budową polskich kompetencji w tym obszarze” – mówi pułkownik Piotr Suszyński.

Polska Strategia Kosmiczna: 3% rynku UE w 2030

W 2016 roku rząd opracował Polską Strategię Kosmiczną, będącą częścią Strategii na Rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju. Jej celem jest stworzenie sprzyjających warunków do rozwoju sektora kosmicznego w Polsce i w efekcie wzrost jego konkurencyjności. Zakłada się, że rozwój sektora kosmicznego przyczyni się do poprawy zdolności operacyjnych w zakresie bezpieczeństwa i obronności państwa. Będzie on miał też pozytywny wpływ na budowę gospodarki cyfrowej.

Polska administracja publiczna będzie wykorzystywać dane satelitarne, a krajowe przedsiębiorstwa będą w stanie w pełni zaspokoić popyt wewnętrzny na tego typu usługi oraz eksportować je na inne rynki. Wzrost wydatków na sektor kosmiczny wpłynie pozytywnie na powiązane branże i całą gospodarkę. W celach strategicznych do 2030 roku zakłada się, że polski sektor kosmiczny będzie zdolny do skutecznego konkurowania na rynku europejskim, a jego obroty wyniosą co najmniej 3% ogólnych obrotów tego rynku.

Ważną rolę w rozwoju polskiej myśli w dziedzinie badań kosmosu odgrywa Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk. Jako instytut naukowy, który rozpoczął działalność 1977 roku, prowadzi badania przestrzeni okołoziemskiej, ciał Układu Słonecznego i samej Ziemi przy wykorzystaniu technologii kosmicznych i technik satelitarnych. Prowadzi także działalność edukacyjną. Centrum współpracuje z ESA, bierze udział w jej misjach, projektując i dostarczając dla tych misji instrumenty kosmiczne oraz oprogramowanie, a także buduje elektroniczne i mechaniczne naziemne systemy wspomagania. CBK PAN ma udział w programie BRITE, w ramach konsorcjum kanadyjsko-austriacko-polskiego. Program ten ma służyć do obserwacji najjaśniejszych gwiazd w naszej Galaktyce.

Kosmos w przemyśle

Powiększa się grono polskich firm z sektora kosmicznego. Przytoczmy kilka przykładów.

Asseco Poland SA, polski producent oprogramowania o międzynarodowym zasięgu, angażuje się w projekty Europejskiej Agencji Kosmicznej. Pierwszą aplikacją stworzoną dla ESA był SDATS – SBAS Data Analysis Tool Set – narzędzie do realizacji scenariuszy testowych dla European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS), europejskiego systemu wspomagającego systemy nawigacji satelitarnej takie jak GPS. W 2014 roku spółka podjęła się stworzenia oprogramowania S-AFTK – SPEED Algorithmic Function Toolkit, przeznaczonego do modelowania środowiska dla symulacji i testowania systemu EGNOS. W następnym roku Asseco Poland podpisało z ESA umowę na realizację projektu SIMSAT Web Human – Machine, pozwalający uzyskać zdalny dostęp do symulatorów statków kosmicznych za pośrednictwem przeglądarki internetowej. Symulatory takie umożliwiają sprawdzenie działania satelitów przed ich wyniesieniem na orbitę.

Wymienione projekty były realizowane w ramach Polish Industry Incentive Scheme. Obecnie firma realizuje projekt SSSD dla European Space Research and Technology Centre (ESTEC), który dotyczy usług wsparcia w zakresie administracji systemów oraz rozwoju aplikacji do modelowania satelitów. Ponadto zaakceptowane zostały wszystkie trzy oferty złożone przez firmę w ramach programu Polish Industry Incentive Scheme. Wytworzone aplikacje znajdą zastosowanie w nawigacji, inżynierii systemów oraz wizualizacji parametrów misji.

W styczniu 2017 roku Asseco Poland podpisało z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) umowę na budowę nowych narzędzi informatycznych wspierających pracę europejskiego systemu satelitarnego, wspomagającego systemy GPS i GLONASS.

„Statystyczny pasażer samolotu nie zastanawia się, jakie systemy informatyczne dbają o to, by bezpiecznie i szybko dotarł do celu swojej podróży. Rozwiązania tworzone przez Asseco Poland na potrzeby ESA odpowiadają za to, że jego podróż przebiega bez zakłóceń. Jednocześnie realizujemy także zadania mające na celu zwiększenie wydajności narzędzi już wykorzystywanych przez ESA” – mówi Zdzisław Wiater, zastępca dyrektora Pionu Administracji Publicznej Asseco Poland SA.

Creotech Instruments SA z Piaseczna uczestniczy w wielu prestiżowych projektach kosmicznych, m.in. związanych z poszukiwaniem śladów życia na Marsie, badaniem rozbłysków promieniowania gamma w wysokich warstwach ziemskiej atmosfery czy ze śledzeniem, potencjalnie groźnych dla Ziemi obiektów oraz tzw. kosmicznych śmieci. Cztery lata temu firma rozpoczęła realizację projektu dotyczącego montażu komponentów dla eksperymentu ASIM (Atmosphere-Space Interaction Monitor) realizowanego przez ESA na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Później zamówienie na dostawę kart akwizycji danych dla akceleratorów cząstek napłynęło z CERN. Dzięki otrzymanym certyfikatom ESA dla montażu kwalifikowanej elektroniki kosmicznej Creotech został zaproszony do konsorcjów PROBA 3 i NEOSTEL. Pierwszy polega na zaprojektowaniu i montażu układów elektronicznych na potrzeby kosmicznej misji PROBA-3, której celem jest badanie korony słonecznej. Naziemny teleskop NEOSTEL wyposażony w superczułe kamery zbudowane przez Creotech będzie służył do wyszukiwania obiektów zagrażających Ziemi.

„Creotech Instruments SA, jako lider krajowego sektora kosmicznego, ma za sobą szereg kosmicznych projektów. Sztuczny satelita, wysłany w stronę Marsa w ramach misji ExoMars2016, który w październiku 2016 roku wszedł na orbitę Czerwonej Planety, posiada na pokładzie elementy elektroniki wykonane przez Creotech. W ubiegłym roku uruchomiliśmy także pionierską platformę EO Cloud, która łączy repozytorium archiwalnych i aktualnych danych satelitarnych z potężną chmurą obliczeniową. Z rozwiązania mogą korzystać firmy i instytucje na całym świecie” – mówi dr Grzegorz Brona, prezes Creotech Instruments SA.

Firma z Piaseczna nawiązała współpracę z polskimi i zagranicznymi podmiotami z branży kosmicznej: SRC PAS, AIRBUS oraz Compagnia Generale per lo Spazio. Obecnie Creotech Instruments realizuje osiem projektów z sektora kosmicznego, a siedem kolejnych jest na etapie przygotowania. Kolejne, nie mniej ambitne misje są na etapie realizacji. Creotech stoi na czele konsorcjum prowadzącego projekt budowy pierwszego polskiego satelity przemysłowego SAT-AIS-PL do przybrzeżnego śledzenia statków. „To najbardziej skomplikowany i zaawansowany projekt kosmiczny, za który kiedykolwiek odpowiadała polska firma. W naszej firmie trwają także prace przygotowawcze do kolejnych projektów budowy satelitów klasy mikro” – dodaje Grzegorz Brona. Creotech jako pierwsza firma w Polsce uruchomiła clean room, czyli sterylnie czyste pomieszczenie do montażu elementów przeznaczonych dla satelitów i stacji kosmicznych.

Ugruntowaną pozycję w polskiej branży kosmicznej ma firma SENER Polska z Warszawy. Tu są projektowane i wykonywane istotne elementy statków kosmicznych operujących na orbicie okołoziemskiej, jak też zmierzających w kierunku innych planet Układu Słonecznego. SENER Polska działa już od 10 lat i jest jednym z głównych graczy na rynku polskiego przemysłu kosmicznego. Główną specjalizacją firmy jest inżynieria mechaniczna, a dokładniej dwa obszary. „Pierwszy obszar to mechanizmy przytrzymujące, rozkładające lub służące do przesuwania elementów statków kosmicznych. W tym zakresie firma realizuje kluczowe komponenty m.in. dla misji marsjańskiej EXOMARS, lecącej na Jowisza sondy JUICE, 12-metrowego kosmicznego teleskopu rentgenowskiego ATHENA czy pionierskiego rozwiązania utylizacji śmieci kosmicznych w misji e.Deorbit. Drugim obszarem specjalizacji są urządzenia wspomagające montaż i integrację satelitów, czyli rozwiązania Mechanical Ground Support Equipment (MGSE), m.in. dla ogromnego satelity obserwacyjnego EUCLID. Od 2017 roku SENER Polska odpowiada również za opracowanie, produkcję i testy oprzyrządowania do dwóch zwierciadeł Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu Europejskiego, co jest pierwszym i jak dotąd największym w Polsce projektem realizowanym dla europejskich astronomów”– mówi dr Aleksandra Bukała, dyrektor generalna SENER Polska.

Misja marsjańska EXOMARS obejmuje lądowanie łazika na Marsie w 2021 roku. Będzie on wyposażony w mechanizm, zaprojektowany i wyprodukowany przez firmę SENER Polska, który połączy lądownik z pojazdem badawczym, zapewniając jego zasilanie po dotarciu na powierzchnię Czerwonej Planety. Gigantyczny teleskop E-ELT będzie zbudowany przez ESO na chilijskiej pustyni Atakama. SENER Polska wyprodukuje urządzenia służące do montażu zwierciadła z mechanizmem pozycjonującym na strukturze teleskopu, komponenty do transportu zwierciadeł pomiędzy Europą a Ameryką Południową oraz zabezpieczenia zwierciadeł przed uszkodzeniem podczas transportu.

Opracowane i wyprodukowane przez firmę VIGO System z Ożarowa Mazowieckiego detektory podczerwieni pracują na pokładzie łazika Curiosity na Marsie. Wysłane tam przez NASA poszukują różnych pierwiastków i śladów marsjańskiego życia. Do tej pory wykryły tam m.in.: tlen, dwutlenek węgla i węgiel. Firma uzyskała status oficjalnego dostawcy podzespołów dla NASA.

Karierę kosmiczną mają szansę zdobyć także wynalazki polskich naukowców. Ogniwa perowskitowe wynalezione przez Olgę Malinkiewicz mogą stanowić innowacyjne źródło zasilania energią elektryczną na stacjach kosmicznych. Ich przewagą nad dotychczas stosowanymi krzemowymi panelami fotowoltaicznymi jest znacznie niższa waga i możliwość dowolnego kształtowania. Ma to kapitalne znaczenie ze względu na wysokie koszty wyniesienia każdego kilograma na orbitę.

Aby wystartować

Polska zapewne nawet w dalszej przyszłości nie będzie samodzielnie wysyłać stacji kosmicznych, jednak uczestnicząc w programach kosmicznych, ma szansę na zbudowanie innowacyjnego przemysłu na poziomie światowych liderów w tej branży. Przemysł kosmiczny może stać się w naszym kraju jednym z sektorów umożliwiających oparcie gospodarki w większym stopniu na wiedzy, innowacjach i postępie technologicznym niż na niskich kosztach produkcji. Przedsiębiorstwa uczestnicząc w specjalistycznych projektach, zdobywają know-how na najwyższym światowym poziomie. Stawia to przed polskimi firmami ponadprzeciętne wymagania i jest wyzwaniem biznesowym na miarę epoki, które zaprocentuje w przyszłości.

Czy odniesiemy sukces? To będzie zależeć od wsparcia rządu, aktywności przedsiębiorstw oraz wykształcenia kadr. W każdym razie warto, ponieważ jak wynika doświadczeń innych krajów, każda wydana złotówka w tym obszarze może się zwrócić nawet kilkunastokrotnie.