Lietuvą kosmine valstybe pavertę mokslininkai: „Palydovai suvienijo tautą“

Vienu šūviu keturi zuikiai. S. Dariaus ir S. Girėno skrydžio per Atlantą 80-mečio pagerbimas, Lietuvos narystė kosminių valstybių klube, tautos suvienijimas, mokslo ir technologijų populiarinimas. Ir visa tai – dviejų nedidelių „dėžučių“, paleistų į kosmosą, nuopelnas.

Pirmieji lietuviški mažieji kosminiai palydovai paliko ryškų įrašą šiuolaikinės Lietuvos istorijoje ir žmonių sąmonėje. 2014 m. vasario 28 d. į Žemės orbitą pirmasis paleistas ir žodžius „Lietuva myli laisvę“ ištransliavęs Kauno technologijos universitete (KTU) sukurtas palydovas „LitSat-1“ tautą suvienijo bene labiau nei olimpinis auksas (net jei jį iškovotų Lietuvos krepšinio rinktinė).

Nors Lietuvos mokslininkai atlieka daug su kosmosu susijusių tyrimų, glaudžiai bendradarbiauja su JAV Nacionaline aeronautikos ir kosmoso administracija (NASA), mezga ryšius su Europos kosmoso agentūra (EKA), būtent sėkminga mažųjų palydovų misija garsiai visam pasauliui paskelbė: „Lietuva jau ir de facto yra kosminė valstybė“, bei atvėrė naujas galimybes mokslinių tyrimų, inovatyvių technologijų ir kosminio verslo plėtrai.

Abu lietuviški palydovai – „LitSat-1“ ir „LithuanicaSat-1“ – „CubeSat“ tipo: 10x10x10 centimetrų dydžio, ne sunkesni nei 1 kilogramas ir 330 gramų. Jie skriejo 400 kilometrų aukštyje, 8 kilometrų per sekundę greičiu.

Kaip vertina savo nuveiktą darbą ir jo reikšmę „LitSat-1“ palydovo kūrėjai šiandien, nuo skrydžio kosmose jau prabėgus nemažai laiko? Kokia buvo pradžia? Ar, žengus pirmąjį žingsnį, žengiamas ir antrasis?

Idėja pradžioje kėlė šypseną

„Pirmasis Lietuvoje, maždaug prieš penkerius metus, drąsiau ir garsiau apie kosmosą, palydovus pradėjo kalbėti Vladas Lašas, plačiai į viską žiūrintis novatorius. Pradžioje jo idėjos, mintys daugeliui, net ir mums – technikams, atrodė nelabai realios, net nusišypsodavome. Tuomet atsirado labai aktyvus žmogus Lietuvos kosmoso asociacijoje – jos vadovas Vidmantas Tomkus. Jis turėjo kantrybės ir noro „stumti“ šį projektą, o KTU turėjo techninį potencialą projekto įgyvendinimui. Taip viskas ir prasidėjo“, – atsimena KTU Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakulteto dekanas Andrius Vilkauskas.

V. Lašas pabrėžė, kad į kosmosą nebūtina žengti su labai brangiais, sunkiai įgyvendinamais, išskirtiniais projektais, demonstruoti super technologijas. Svarbiausia – įrodyti, kad galime patys sukurti kad ir nedidelį kosminį objektą, atveriantį naujas galimybes, įkvėpiantį pasitikėjimo savo jėgomis, paskatinantį jaunimą imtis drąsių idėjų. Taip išsikristalizavo idėja sukurti pirmąjį lietuvišką nano palydovą.

Žinias rinko po kruopelytę

Maždaug 2010 m. prasidėjo pirmieji projekto realizavimo darbai – pradėta burti specialistų komanda, imtos rinkti žinios apie mažuosius palydovus. Svarbiausias uždavinys buvo sužinoti, kokios sąlygos skrieti Žemės orbita yra palydovui: kokios temperatūros, apkrovos, kaip jis juda. „Nors visas pasaulis atrodo atviras ir viešos informacijos yra labai daug, kai pradedi gilintis, žinių trūksta. Po kruopelytę jas rinkome iš visur“, – sako LKA Kosmoso mokslo ir technologijų instituto direktorius, „LitSat-1“ techninės dalies vadovas Domantas Bručas.

Į veiklą aktyviai įsijungė ir KTU studentai. Ypač didelį indėlį įnešė tuomet dar būsimasis mechanikos magistrantas Algis Krapavičius, vyresniųjų kolegų vadintas jaunatviška projekto siela. Jaunasis mokslininkas svajoja ir pats vieną dieną į Žemę pažvelgti iš kosmoso.

Finišo tiesioji – per tris mėnesius

Intensyvus palydovo konstravimas prasidėjo 2013 m. pavasarį, kai, likus maždaug pusmečiui iki starto, išsigrynino „smogiamoji“ palydovo kūrėjų komanda: Darius Gailius, A. Karpavičius, Pranas Kuzas, Marius Malcius, Gintautas Balčiūnas, A. Vilkauskas, Egidijus Berankis. Jie projektą šturmavo per tris mėnesius.

„Sakyčiau, kad tai – rekordas, padaryti tokį „žaisliuką“ per keletą mėnesių. Apkritai, pirmą kartą savo jėgomis paleisti palydovą buvo iššūkis. Labiausiai trūko laiko, tekdavo dirbti naktimis“, – pasakoja „LitSat-1“ radijo ryšio sistemos kūrėjas, KTU Telekomunikacijų ir elektronikos fakulteto profesorius Darius Gailius.

Labai svarbų projektui indėlį įnešė ir Raimundas Bastys, kuris jau anksčiau buvo sukūręs pagrindinės plokštės prototipą. Palaikant ryšį su palydovu, nepakeičiamas tapo KTU Elektros ir elektronikos fakulteto Elektronikos inžinerijos katedros docentas, KTU radijo klubo pirmininkas Darius Kybartas.

Komponentus gamino patys

„LitSat-1“ iš tiesų yra lietuviškas, nes didžioji dauguma jo komponentų buvo pagaminti KTU, Vilniaus Gedimino technikos universitete (VGTU), privačiose įmonėse. Pirkta buvo tik maitinimo šaltinio plokštė, radijo atsakiklis, ryšio modulis, dalis saulės elementų.

„Ar brangios mūsų naudotos medžiagos? Jei medžiaga yra išbandyta kosmose, jos kaina auga dešimtis kartų iš karto. Todėl plokštės kaina gali siekti ir 5 tūkst. eurų, nors jos savikaina – keli šimtai litų. Kai kuriuos komponentus ne patys darėme, o pirkome tik dėl laiko trūkumo – kad greičiau būtų“, – sakė VGTU docentas D. Bručas.

Siekiant užtikrinti pakankamą energijos tiekimą palydovui, buvo sumontuotos penkios saulės elementų plokštės. Viena jų – lietuviška – pagaminta iš silicio, keturios – iš galio arsenido. Pastarosios gerokai brangesnės, tačiau labai efektyvios, pasiimančios apie 40 proc. energijos iš saulės spindulių, palyginimui, silicio saulės elementai – apie 18 proc.

Išskirtinumas – navigacinė sistema

Vienas didžiausių „LitSat-1“ išskirtinumų – globalinės padėties nustatymo sistemos (GPS) imtuvas. Nano palydovuose iki tol jie beveik nebuvo bandyti, nes reikalauja didelių energijos sąnaudų. Dažniau GPS imtuvai naudojami daugiau energijos išteklių turinčiuose, mažiau besivartančiuose kosminiuose objektuose.

„Mobiliuosiuose telefonuose sumontuoti GPS imtuvai negali veikti kosmose. Juose yra įdėtas greičio ir aukščio apribojimas. Kai pakyla į didesnį nei 20 km aukštį ir viršija garso greitį, jie nebeveikia. Apribojimų neturintis GPS imtuvas Europoje kainuoja apie 25 tūkst. eurų. Mums tokį pavyko įsigyti gerokai pigiau Rusijoje“, – pasakojo D. Bručas.

Nors sunku suskaičiuoti, kiek tiksliai kainavo pagaminti palydovą ir jį pakelti į kosmosą, projekto vertė siekia gero naujo automobilio kainą. Brangiausiai kainuoja pakelti palydovą į kosmosą – apie 40 tūkst. JAV dolerių.

Mokslininkai pabrėžia, kad projektai „LitSat-1“ ir „LituanicaSat-1“ buvo technologiniai eksperimentai, padėję pagrindą kitoms mūsų šalies kosminėms misijoms, kurios jau yra planuojamos.

Susidomėjo NASA

„Mūsų tikslas ilgalaikėje perspektyvoje – išvystyti palydovų orientavimosi erdvėje sistemą, todėl buvo labai svarbu paleisti palydovą, iš kurio gautume kaip galima daugiau ir kuo tikslesnių duomenų apie jo judėjimą erdvėje“, – aiškina A. Vilkauskas.

Siekiant kuo greičiau komercializuoti lietuvių tobulinamą ir bandomą pjezoelektrinę orientacinę sistemą „Adpos“, jos vystymui yra įkurta bendrovė „Pažangūs pozicionavimo sprendimai“. Sistemos kūrėjai buvo atrinkti mėnesį laiko tobulinti savo produktą Akrono mieste (JAV) veikiančiame verslo inkubatoriuje „Akron Global Business Accelerator“.

Kaune kuriama sistema labai domina NASA. Tarptautinėje kosmoso konferencijoje Lietuvoje „Space Economy in the Multipolar Word, 2014 (SEMWO 2014)“ viešėję NASA Ameso centro atstovai Belgacemas Jaroux ir Harry‘is Partridge‘as rado laiko neplanuotam vizitui į KTU, norėdami pasidomėti kaip vyksta darbai su kosminėms technologijoms skirta „Adpos“ sistema.

Ilga kelionė į atvirą kosmosą

„LitSat-1“ kūrėjams teko apsišarvuoti kantrybe, laukiant, kol jų kūrinys pateks į atvirą kosmosą. 2013 m. gruodžio pradžioje į Valopso saloje (Virdžinija, JAV) esančią NASA skrydžių bazę buvo nugabentas ir į erdvėlaivį „Cygnus 2“ patalpintas KTU sukurtas palydovas. 2014 m. sausio 9 d. raketa nešėja „Antares“ į kosmosą sėkmingai pakėlė erdvėlaivį „Cygnus 2“. Nuo raketos nešėjos atsiskyręs erdvėlaivis Tarptautinę kosminę stotį (TKS) pasiekė sausio 12 d.

Į atvirą kosmosą palydovas buvo išmestas už pusantro mėnesio – vasario 28 d. Jau tą pačią dieną 12 val. 25 min. į Žemę iš „LitSat-1“ atskriejo pirmieji lietuviški žodžiai: „Lietuva myli laisvę“, kuriuos pirmasis užfiksavo brazilas Roandas.

Per 82 paras „LitSat-1“ Žemės orbitą apskriejo 1 300 kartų ir apie 1 mln. 300 tūkst. kartų išsiuntė žinutę „Lietuva myli laisvę“. Savo misiją palydovas baigė gegužės 22 d. „LituanicaSat-1“ savo misiją baigė liepos 28 d. Per daugiau nei 150 dienų aplink Žemę palydovas apskriejo 2 358 kartus.

Pagerbė legendinius lakūnus

Lietuviškų nano palydovų kūrėjai pabrėžia, kad pirmosios mūsų šalies kosminės misijos svarbios ne tik moksliniu požiūriu.

„Ši misija, visų pirma, buvo Stepono Dariaus ir Stasio Girėno skrydžio pagerbimas. Antra, tai buvo didelė viešųjų ryšių akcija („LitSat-1“ viešinimo akcija įvertinta kaip geriausia konkurse „Baltic PR Awards“, – red. past.), populiarinanti mokslą, įkvepianti lietuvių pasitikėjimą savo jėgomis, psichologiškai suvokiant, kad tapome kosmine valstybe. Tai – pasididžiavimo savo šalimi jausmas, ir pavyzdys moksleiviams – galime ir į kosmosą įžengti“, – apibendrino D. Gailius. Kaip vieną iš svarbiausių kosminės misijos laimėjimų, mokslininkas išskiria susiformavusią aukščiausio lygio, įvairių sričių specialistų komandą.

„Tai komanda, kurios nariams nereikia vienas kitam sakyti ir pirštais rodyti, ką daryti. Ir dabar palaikome tarpusavyje ryšį – tai didžiausias šio projekto turtas. Jei dar vienas kitas narys prisijungtų, būtų finansavimas – tokios komandos gali bet ką padaryti“, – įsitikinęs D. Gailius.

Daug jaudinančių akimirkų

Nors eiliniams žmonės labiausiai įsiminė lietuviškų nano palydovų pakėlimas į TKS ir atskriejusios pirmosios žinios iš jų, jų kūrėjams jaudinančių momentų buvo daugiau.

„Pirmoji džiaugsminga akimirka – kai po visų naktinių darbų įsitikinome, kad „LitSat-1“ mechanizmas veikia: antenos išsiskleidžia, visos funkcijos veikia, ryšys yra. Viską supakavome ir išsiuntėme (į NASA, – red. past.)“, – atsimena matavimo technologijų specialistas P. Kuzas. Džiaugsmo banga užplūdo ir pakilus erdvėlaiviui, kuriame buvo ir lietuviški palydovai. Tačiau daugiausia adrenalino sukėlė gauti pirmieji iš TKS išmesto palydovo duomenys: jis nepažeistas, antenos išsiskleidė sklandžiai, viskas veikia.

„Man, kaip techniškojo universiteto atstovui, norisi, kad žmonės kuo daugiau domėtųsi technologijomis, technika. Noriu, kad inžinerinis mokslas būtų populiarus, ir šis palydovas tam labai pasitarnavo. Turėjome daug viešinimo akcijų visoje Lietuvoje. Buvo džiugu matyti spindinčias vaikų akis, kai jie paliesdavo palydovo modelį. Manau, kad jiems tai užstrigo: technologijos nėra kažkokios baisios ir toli, jos yra čia pat“, – P. Kuzas.

Skatindama daugiau jaunų žmonių domėtis kosminiais palydovais, Lietuvos kosmoso asociacija 2014 m. surengė mokomųjų palydovų „Cansat“ konkursą. Panašūs renginiai bus organizuojami ir ateityje.