Co zrobić, gdy wart miliony euro satelita przestaje działać? Kiedy kosztowny sprzęt, który miał funkcjonować przez kilkanaście lat, traci zdolność manewrowania lub wymaga naprawy? Dotychczas odpowiedzią była deorbitacja i kosztowna budowa nowego satelity. Ten scenariusz może jednak wkrótce przejść do przeszłości. Dzięki ramieniu robotycznemu TITAN – konstrukcji warszawskiej firmy PIAP Space, opracowanej w projekcie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) – możliwe stanie się prowadzenie inspekcji, napraw i modernizacji satelitów bezpośrednio na orbicie.
Dynamiczny rozwój przemysłu satelitarnego sprawia, że wokół Ziemi krąży dziś kilkanaście tysięcy aktywnych i nieaktywnych obiektów, a liczba ta rośnie z każdym rokiem. W tej gęstniejącej przestrzeni coraz łatwiej o kolizje, awarie czy niebezpieczne zbliżenia. Obecnie, w przypadku awarii kluczowych podzespołów, nawet sprawny satelita może zostać utracony – ponieważ brakuje efektywnych narzędzi do jego naprawy. Jednocześnie wysyłanie nowych urządzeń wiąże się z ogromnymi kosztami, opóźnieniami i kolejnymi tonami odpadów kosmicznych. Dlatego rozwój automatycznych technologii inspekcyjnych i serwisowych na orbicie jest dziś jednym z kluczowych priorytetów ESA i całego europejskiego sektora kosmicznego.
Odpowiedzią na te wyzwania jest TITAN – projekt stanowiący jeden z najważniejszych kroków w rozwoju technologii robotycznych w Europie. Polska firma PIAP Space, jako główny wykonawca projektu i lider konsorcjum przemysłowego, ogłosiła właśnie zakończenie jego budowy oraz testów modelu inżynieryjnego. Projekt realizowany w ramach kontraktu ESA o wartości 2,6 mln euro osiągnął poziom gotowości technologicznej TRL 6, co oznacza, że funkcjonalny model przeszedł pełen zestaw testów w środowisku symulującym realne warunki orbitalne. Technologia jest teraz gotowa do kolejnego kroku – integracji w ramach misji serwisowych w przestrzeni kosmicznej.
TITAN to ramię robotyczne o wysokim poziomie zaawansowania, zaprojektowane specjalnie z myślą o misjach orbitalnych. Może zostać zainstalowane na satelicie serwisowym, który będzie w stanie przeprowadzać inspekcję, uchwycić inną satelitę, podłączyć się do interfejsu paliwowego, wymienić komponenty lub przeprowadzić operacje montażowe. Ramię ma zasięg do 2 metrów, 7 stopni swobody co oferuje wyjątkową precyzję – dokładność pozycjonowania na poziomie 0,5 mm i orientacji 0,1°. Dzięki modułowej architekturze systemu każda sekcja wyposażona jest w niezależne linie zasilania oraz redundancję w zakresie komunikacji, kontroli termicznej i przetwarzania danych. Taka konstrukcja umożliwia ciągłość działania nawet w przypadku awarii jednego z podsystemów.
Polska konstrukcja może być również wyposażona w różne końcówki, chwytaki i manipulatory, dostosowane do specyfiki misji. Dzięki uniwersalnemu interfejsowi mechaniczno-elektrycznemu można zainstalować narzędzia do przechwytywania, inspekcji optycznej, napraw lub tankowania satelitów. To właśnie ta modułowość czyni z TITAN-a rozwiązanie gotowe do szerokiego zakresu zastosowań – od prostych napraw po zaawansowany montaż orbitalny.
TITAN to najbardziej zaawansowany manipulator robotyczny opracowany w Polsce, a prawdopodobnie także jeden z najnowocześniejszych tego typu w Europie. Zaprojektowaliśmy go tak, by był nie tylko precyzyjny, ale też uniwersalny. Dzięki modularnej architekturze może zostać przeskalowany do różnych zastosowań – zarówno orbitalnych, jak i eksploracyjnych. Co więcej, odpowiednie uszczelnienia konstrukcji pozwolą przystosować go także do pracy w środowiskach pełnych pyłu – jak pokryta regolitem powierzchnia Księżyca – co otwiera drogę do jego wykorzystania w planetarnych misjach eksploracyjnych.
– mówi Paweł Paśko, Kierownik Sekcji Mechatroniki w PIAP Space
PIAP Space rozwija swoją konstrukcję także w ramach projektu IOSHEX, realizowanego przez SAB Aerospace wspólnie z ESA. To projekt, który w pełni wpisuje się w założenia gospodarki cyrkularnej w kosmosie. Jego celem jest stworzenie infrastruktury serwisowej na niskiej orbicie okołoziemskiej, w której TITAN lub jego warianty będą montować i demontować zużyte komponenty satelitów, przekazując je do powrotnego pojazdu Space Rider. IOSHEX pozostanie na orbicie jako stacja serwisowa, natomiast Space Rider będzie transportował nowe części z Ziemi i zabierał zużyte z powrotem do recyklingu. PIAP Space odpowiada w projekcie za adaptację i dostarczenie nowego ramienia robotycznego, zdolnego do prowadzenia precyzyjnych operacji serwisowych w mikrograwitacji – od przechwytywania obiektów po wymianę komponentów.
Pierwsze operacyjne wdrożenie systemów takich jak TITAN może nastąpić jeszcze w tej dekadzie. Firma aktywnie uczestniczy w planowaniu przyszłych misji ESA, a także bierze udział w najważniejszych wydarzeniach branżowych. Podczas zbliżającej się 3rd ESA Space Security Conference, która odbędzie się 14–15 kwietnia 2025 roku w Arkadach Kubickiego w Warszawie, ramię TITAN zostanie zaprezentowane przedstawicielom ESA, przemysłu kosmicznego oraz decydentom odpowiedzialnym za rozwój europejskich systemów bezpieczeństwa kosmicznego.
TITAN to kolejny krok w budowaniu kompetencji robotycznych w Polsce. Firma PIAP Space ma już doświadczenie w projektowaniu ramion do misji planetarnych: w ramach projektu MANUS powstaje manipulator dla lądownika ESA ARGONAUT, odpowiedzialny za rozładunek ładunków na powierzchni Księżyca. Zrealizowany projekt ORBITA umożliwił stworzenie rodziny modularnych chwytaków do różnych zastosowań orbitalnych i planetarnych. PIAP Space prowadzi również prace nad technologiami tankowania satelitów na orbicie oraz aktywnie uczestniczy w rozwoju systemu transportowego typu In-Space Transportation Vehicle (ISTV). Najnowszym przedsięwzięciem firmy jest inicjatywa In-Orbit Operations Community Poland – grupa naukowo-przemysłowa skupiona na serwisowaniu satelitów, montażu oraz budowie struktur w przestrzeni kosmicznej, którego PIAP Space pełni rolę lidera technologicznego. Wszystkie te działania wpisują się w szerszą wizję przyszłości sektora kosmicznego – zautomatyzowanego, wydajnego i zrównoważonego.
Źródło: PIAP Space