Argumentacja na poparcie wniosku umieszczenia w składzie lotów astronauty z Polski w ramach programu lotów organizowanych przez NASA.

Argumentacja

Projekt ISS oraz tematyka Human Spaceflight to międzynarodowa współpraca na najwyższym poziomie wśród elitarnej grupy Państw, które wymieniają się technologią i razem pracują nad pokojowym wykorzystaniem przestrzeni kosmicznej. Polska mogłaby stać się częścią tego elitarnego grona i uczestniczyć w kreowaniu historii oraz być na froncie badań naukowych i postępu technologicznego. Program ISS to badania i wytwarzanie technologii dla Ziemi, ku poprawie życia ludzi i opracowywaniu leków i metod zwiększających jego jakość.
Długotrwały test technologii odwiertów w stanie nieważkości w celu opracowania metod wydobywania złóż z Księżyca i asteroid
Inspiracja nowego pokolenia i działalność propagująca kierunki naukowe i inżynieryjne
Testowanie polskiego sprzętu medycznego i biomedycznego na orbicie
Testowanie technologii druku 3D i innowacyjnych materiałów polskiej produkcji w środowisku mikrograwitacji
Wzrost kompetencji związanych z Human Spaceflight i otworzenie nowej gałęzi biznesu w ramach polskiego sektora kosmicznego
Przetestowanie procedur medycyny ratunkowej przez nie-lekarza przy długotrwałych misjach kosmicznych
Testowanie technologii robotycznych i informatycznych w środowisku mikrograwitacji
Przeprowadzenie realistycznych scenariuszy wsparcia robotycznego i interakcji człowiek-robot dla przyszłych misji załogowych
Poprawienie wizerunku Polski jako kraju biorącego udział w badaniu i rozwoju technologii kosmicznych
Pokazanie, że Polska ma infrastrukturę unikalną na skalę światową i jest w stanie prowadzić część szkolenia astronautycznego na terytorium kraju
Test urządzeń hydroponicznych, aquaponicznych oraz aeroponicznych
Obserwacje meteorologiczne i badanie górnych warstw atmosfery
Dostęp do nieocenzurowanych zdjęć wschodniej granicy Polski
Zwiększenie i docenienie prestiżu Polskiej nauki i wynalazków i zmniejszenie emigracji naukowców zagranicę
Przypomnienie kluczowego wkładu w rozwój lotów kosmicznych Polaków, albo osób polskiego pochodzenia: Ciołkowski, Łukasiewicz, Olszewski, Wróblewski, Maria Curie-Skłodowska, Stanisław Lem
Zwrócenie uwagi na aktualne wynalazki Polaków
Aby stworzyć funkcjonalną i autonomiczną cywilizację na Marsie lub Księżycu trzeba będzie rozwiązać wiele problemów, których transfer technologiczny na Ziemię zwiększy jakość życia ludzi, np. usuwanie odpadów i śmieci, efektywne pozyskiwanie i magazynowanie energii, odzyskiwanie i powtórne wykorzystywanie wody.

Uzasadnienie

Ad. 1.

CBK opracowało dla ESA penetrator do pobierania próbek skalnych oraz materiału pod powierzchnią w ramach misji Rosetta/Philae
CBK obecnie opracowuje penetrator dla urządzenia Kret do wykorzystania podczas misji na Księżycu
Polska w październiku 2018 podpisała umowę o współpracę z Luksemburgiem w sprawie wydobywania złóż na asteroidach
W ramach wrocławskiego projektu DREAM (DRilling Experiment for Asteroid Mining) testowano przez 5 minut wiercenie w mikrograwitacji w ramach projektu Rexus organizowanym przez ESA
Polska posiada bogatą tradycję górniczą oraz ośrodki badawcze i akademickie, które mogłyby uczestniczyć w przygotowaniu eksperymentów
Przy obecnych dokonaniach Polska jest jednym z liderów w branży, ale aby przekształcić ten trend w rzeczywistość potrzeba znacznie większej ilości testów w środowisku braku grawitacji oraz odmiennej termodynamiki
Polska mogłaby być światowym liderem wydobycia metali rzadkich na asteroidach i na Księżycu

Ad. 2.

Astronauta będzie do końca życia ambasadorem nauki i technologii, będzie inspirował nowe pokolenia do pojęcia studiów i rozpoczęcia karier w obszarze S.T.E.M. (Science Technology Engineering and Mathematics)
Zatrzymanie migracji zarobkowej młodych inżynierów i naukowców
Stworzenie możliwości rozwoju kadr
Zwiększenie prestiżu nauki i inżynierii polskiej

Ad. 3.

Dostęp do danych biomedycznych w czasie rzeczywistym, bez cenzury i limitowania ilości
Test urządzenia EGG - Elektro-gastografii (prof. Dariusz Komorowski). Urządzenie wykrywa zmiany aktywności elektrycznej jelit spowodowane próbą Coriolisa. Wyniki nie są zakłócane przez (niegwałtowny) ruch. Prototyp jest gotowy. Można wykorzystać do oceny choroby lokomocyjnej w mikrograwitacji a także w przypadku choroby lokomocyjnej wywoływanej pasami poruszającymi się po ścianie. Można wykorzystać do biofeedbacku, a także do poszukiwać markerów (podczas treningu astronautów), które by ostrzegały o zagrożeniu objawami choroby lokomocyjnej w warunkach mikrograwitacji. Pomoże w opracowaniu metod załagodzenia lub zlikwidowania odruchów wymiotnych podczas choroby lokomocyjnej (WIML, Politechnika Śląska)
Test egzoszkieletów w celu badania metod usprawnienia procesu rehabilitacji astronautów po powrocie, oraz wsparcia astronautów podczas planetarnych EVA po długotrwałym pobycie w stanie nieważkości. Technologia ta pomoże przy rehabilitacji niepełnosprawnych oraz osób starszych na Ziemi:
- EKSO GT opracowanego we Wrocławiu
- Egzoszkielet opracowany przez ITAM (Instytut Techniki i Aparatury Medycznej) (prof. Aleksander Sobotnicki) przy współpracy z WIML
Test bezdotykowego i bezprzewodowego czujnika światłowodowego wykrywającego HR i częstość oddechową opracowanego przez WIML. Urządzenie jest przetestowane w warunkach laboratoryjnych oraz w trakcie rezonansu magnetycznego. Urządzenie można wykorzystać np. do oceny zmian HR i oddychania. Identyfikacja subiektywnego poczucia zagrożenia itp (WIML)
Test szybko zakładanego czepka EEG, "świadomie" filtrowane zapisy encefalograficzne, badania zaburzeń snu (firma Braintech)
Przeprowadzenie/opracowanie treningu neurofeedback (dr Kowalczuk, WIML i prof. Dornowski AWF Gdańsk)
Wykorzystanie telemedycznych sposobów badań neurologicznych opracowanych dla habitatu Lunares (Uniwersytet Medyczny Poznań oraz Uniwersytet Mikołaja Kopernika Toruń)
Tele-spirometria do badania kondycji astronauty – TRL 7 – możliwość zastosowania u kierowców do alarmowania zmęczenia, u strażaków, górników, nurków, pracowników fizycznych w niebezpiecznych zawodach do alarmowania o stanach organizmu, w sporcie do badania wydolności, w medycynie do diagnozowania chorób układu oddechowego i krążenia, monitoringu pacjentów i osób starszych (ABM Space, Toruń)
Drukowane na skórze lub cienkich foliach sensory, w tym nanosrebro do kontroli antybakteryjnej – jako elementy ubrań i skafandrów oraz inteligentnych opatrunków w kosmosie, detektory przebić powłok ochronnych, detektory radiacji i warstwa chroniąca przed radiacją w kosmosie i na Ziemi (np. w pobliżu nadajników sieci 5G, sieci przesyłowych, w trudnych warunkach pracy itp.). TRL 9 druk, TRL 3-4 detektory (ABM Space, Toruń)
Interfejsy do sterowania robotami – ergonomia, edukacja (to pokrywa się z ESA i KPK) TRL9, badanie zmęczenia operatorów i nauki działań rutynowych z robotami w oparciu o systemy interfejsów, do zastosowania w kosmosie, ale także np. w przemyśle, konserwacji instalacji, górnictwie (ABM Space, Toruń)
Wykorzystanie lamp fizjologicznych stymulujących syntezę serotoniny opracowanych przez dr Agatę Kołodziejczyk dla projektu Lunares w celu poprawy nastroju, leczenia depresji oraz regulacji rytmu dobowego w szczególności dla pracowników zmianowych
Przeprowadzenie eksperymentu SecSonSys w celu stworzenia modelu socjodynamiki członków załogi na podstawie nieinwazyjnego monitorowania metaparametrów głosu oraz lokalizacji rozmówców (Uniwersytet Warszawski)
Analiza poruszania się astronautów po stacji w celu poprawienia ergonomii i optymalizacja konstrukcji przyszłych stacji i baz kosmicznych (Astro Tech)
stres komórkowy pod wpływem radiacji (prof. Anna Bielak-Żmijewska)
HabitatOS - System operacyjny habitatów kosmicznych, zintegrowany z baza danych medycznych i środowiskowych wykorzystujący uczenie maszynowe w celu analizy anomalii parametrów medycznych członków załogi (Astro Tech)
Materiał gąbka węglowa do analizy zdrowia astronauty z oddechu (dr Andrzej Swinarew)
Robot do operacji serca Robin Heart (prof. Zbigniew Nawrat)

Ad. 4.

Test druku 3D materiałów plastycznych na orbicie w celu demonstracji technologii druku części zapasowych (firma Zortrax)
Test outgasingu materiałów wykorzystywanych w druku 3D
Test wytwarzania i właściwości optoelektroniczne kompozytów na bazie tlenku grafenu w mikrograwitacji (Instytut Chemii Fizycznej PAN)
Test formowania warstw ciekłych kryształów w wodzie w stanie mikrograwitacji (proces odkryty przez Instytut Chemii Fizycznej PAN)
Przeprowadzenie eksperymentu wzrostu i późniejszej obróbki Kombuchy (Medusomyces gisevii) w stanie nieważkości (dr Agata Kołodziejczyk)

Ad. 5.

Polski astronauta testuje polski sprzęt
W przygotowanie sprzętu, trening i integrację ładunku zamieszani będą inżynierowie i specjaliści z Polski. Pozwoli to na pozyskanie unikalnych i nieistniejących jeszcze kompetencji w Polsce nie tylko przez astronautę, ale również osoby biorące udział w projekcie
Poznanie procedur szkolenia astronautów, zbudowanie kompetencji i możliwość kształcenia kadry na uczelniach wyższych

Ad. 6.

Przy długotrwałych misjach kosmicznych konieczne jest opracowanie nowych technik medycyny ratunkowej oraz przetestowanie procedur wykonywanych przez osobę nieposiadającą wykształcenia medycznego. Procedury tj. resuscytacja krążeniowo oddechowa w mikrograwitacji, tamowanie krwawień, zakładanie szwów, podstawowe operacje medyczne (np. wyrostek), ekstrakcja zębów, wyciąganie ciał obcych z oka

Ad. 7.

Polska jest liderem na świecie w zakresie kształcenia informatyków i specjalistów robotyki oraz automatyki. Załogi z Polski rokrocznie wygrywają międzynarodowe zawody łazików marsjańskich (Politechnika Wrocławska, Politechnika Częstochowska, Politechnika Rzeszowska i Politechnika w Kielcach)
Instytut PIAP (Państwowy Instytut Automatyki Przemysłowej) jest uznaną organizacją dostarczającą technologię do zastosowań policyjnych i saperskich na świecie. Opracowana technologia zdalnego sterowania może zostać wykorzystana do manipulowania robotem z orbity w celu wsparcia oraz prowadzenia procesu budowy bazy na powierzchni ciał niebieskich (np. Księżyc). Obecnie PIAP jest zaangażowany w opracowywanie koncepcji lądownika Herakles dla konceptu Moon Village Europejskiej Agencji Kosmicznej
Test chwytaka ramienia robotycznego istniejących polskich łazików w celu opracowania technologii służących do przechwytywania, serwisowania i tankowania satelit w kosmosie
Badanie orientacji przestrzennej i umiejętności koordynacji ruchowej w świecie VR przy braku grawitacji, w stanie ograniczonej swobody ruchów oraz na ziemi (firma Astro Tech)
Wykorzystanie technologii rozszerzonej rzeczywistości (AR - Augmented Reality) w celu wsparcia wykonywania procedur astronautów podczas eksperymentów na ISS (firma Astro Tech)

Ad. 8.

Koła łazika księżycowego do programu Apollo były projektowane przez polskiego inżyniera: prof. Mieczysława Bekkera.
Łukasz Wilczyński z Mars Society Polska oraz European Space Foundation przyczynia się do podnoszenia poziomu konstruktorów łazików. Obecnie European Rover Challenge to najbardziej prestiżowy konkurs łazików na świecie. Polacy są obecnie najlepsi w tego typu konkursach na świecie.
Obecnie firmy Electromobility Poland (WMP) buduje pierwszy polski samochód elektryczny który będzie gotowy do produkcji w 2022. Funkcjonalny prototyp będzie zaprezentowany w 2019. Z kolei strategiczny inwestor Transporters S.A. zamierza stworzyć sieć stacji ładujących (Dyrektor Projektu: Tomasz Jędrusik)
Test druku elektroniki 2D w warunkach mikrograwitacji. TRL 3 – możliwość wdrożenia pełnej produkcji elastycznych satelitów na orbicie (space manufacturing) (ABM Space, Toruń)

Ad. 9.

Dostrzeżenie polskiego rynku kosmicznego (duże firmy i startupy) i promocja polskich technologii na zachodzie
Poprawa wizerunku kraju na arenie międzynarodowej
Badanie wykorzystania gogli VR w próbie powstrzymania odruchu wymiotnego i minimalizacji SMS (Space Motion Sickness)
W Polsce tworzone są konsorcja do obsługi floty konstelacji prywatnych satelitów, np. FP Space. Opracowywane są autorskie oprogramowania do zdalnego sterowania, komunikacji, analizy i przechowywania big data. Opracowywane są układy optyczne i specjalistyczne sensory do obserwacji Ziemi. Kontakt Karolina Trzcionka IT sector specialist, team leader w Future Processing, Polish offshore software development service provider.

Ad. 10.

Po deorbitacji Międzynarodowej Stacji Kosmicznej trening astronautów przygotowujących się do pracy w bazach na Księżycu lub na Marsie będzie odbywał się w habitatach. Na świecie istnieje 8 baz kosmicznych pozwalających na odtworzenie warunków analogicznych do tych panujących w kosmosie. Analogowa baza kosmiczna Lunares w Pile jest unikalną placówką na skalę światową.
W Polsce w 2017 powstała baza Lunares do symulacji misji księżycowych i marsjańskich. Przeprowadzono już 9 międzynarodowych dwutygodniowych symulacji misji a wyniki naukowe publikowane są m. in. na konferencjach poświęconych tematyce astronautycznej, np IAC, EPSC, EANA. Polska baza cieszy się coraz większym zainteresowaniem, w szczególności związanych z testowaniem prototypów technologii kosmicznych do przyszłych misji księżycowych, np. Soc Sys (Uniwersytet Warszawski), prototyp oświetlenia synchronizującego zegary biologiczne (dr Agata Kołodziejczyk), Pneumonitor (dr Marcel Młyńczak).
Polska posiada najwyższej światowej klasy wirówkę przeciążeniową (WIML)
Polska posiada identyczny trenażer H.U.E.T. (Helicopter Underwater Egress Trainer), na którym szkolą się astronauci oraz piloci USA (Centrum Szkolenia Nurków i Płetwonurków w Gdyni)
Możliwość dostosowania obecnej infrastruktury do najwyższego światowego poziomu
Możliwość opracowania komercyjnego programu szkolenia w celu udostępnia innym państwom polskiej infrastruktury
Teza iż Polska posiada odpowiednią infrastrukturę mogłaby być poparta stwierdzeniem astronauty, który przeszedł stosowne szkolenia w:
- Houston, USA (JSC) - szkolenie operatorskie amerykańskiej część ISS oraz EVA,
- Moskwie, Rosja (CPK) - szkolenie operatorskie rosyjskiej części ISS, EVA oraz operacje związane z rakietą i statkiem Soyuz,
- Tsukuba, Japonia (JAXA) - szkolenie operatorskie japońskiego modułu ISS - Kibo,
- Saint-Hubert, Canada (CSA) - posługiwanie się robotycznym manipulatorem Canadarm2,
- Kolonia, Niemcy (ESA) - szkolenie operatorskie Europejskiego modułu ISS - Columbus

Ad. 11.

Do długotrwałych misji kosmicznych i przyszłej kolonizacji Księżyca i Marsa potrzebna jest uprawa roślin dających większą wartość energetyczną oraz składniki mineralne. Na chwilę obecną na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej działa eksperyment VEGGIE, który jest demonstratorem technologii hodowli roślin w kosmosie. Obecnie udało się wychodować jedynie:
- Sałata rzymska (Lactuca sativa L. var. longifolia)
- Cynia wytworna (Zinnia elegans)
- Kapusta właściwa chińska (Brassica rapa L. subsp. chinensis Hanelt)
- Mizuna (Brassica rapa var. niposinica)
- Kapustę (Brassica oleracea)
- Sałatę siewną (Lactuca sativa)
Polska posiada ogromne doświadczenie w rolnictwie i uprawie roślin jadalnych, a ponadto:
- Zautomatyzowany system hydroponiczny (firma Viscon Tychy)
- System hydroponiczny rozwijany na Uniwersytecie Śląskim
- W ramach projektu AATC rozwijana jest uprawa aeroponiczna i hydroponiczna
- Firma Astro Tech z Krakowa rozwija zautomatyzowany system uprawy aquaponicznej
- Na Politechnice w Bydgoszczy rozwijany jest prototypowy model hydroponiki obrotowej
Zautomatyzowane hodowle owadów - największa fabryka w Polsce: Hipromine
Bioreaktory alg (firma Specialtech)
Polinacja - utworzenie robota B-droida do sztucznego zapylania roślin (dr Rafał Dalewski)

Ad. 12.

Obserwacja chmur obłoków srebrzystych i rozchodzenia się wyładowań w górnych częściach atmosfery

Ad. 13.

Dostęp do nieocenzurowanych zdjęć wschodniej granicy Polski

Ad. 14.

Polski astronauta to nasza etykieta na arenie światowej, szufladkująca nas w sektor elit.
Polska prężnie działa w celu zdobycia wiedzy, doświadczenia i znaczenia politycznego.
W 2012 weszliśmy do ESA w skutek czego powstało wiele firm w sektorze kosmicznym. Polacy odbywają staże w agencjach kosmicznych tj. NASA i ESA, napędza się gospodarka, tworzą się nowe nisze ekonomiczne i nowe działy elitarnych kierunków.
W Polsce działają ośrodki tj. CBK i POLSA, ale również coraz więcej uniwersytetów rozpoczyna działania w kosmicznych kierunkach