Materiały konferencyjne

Ludzka cywilizacja opiera się od wieków na wydobywaniu i późniejszym przetwarzaniu surowców mineralnych. Obecna społeczność międzynarodowa staje się jednak świadoma ograniczonych zasobów naszej planety i zaczyna poszukiwać innych źródeł potrzebnych do dalszej ekspansji. Perspektywa wykorzystania przestrzeni kosmicznej staje się coraz istotniejszym aspektem w relacjach międzynarodowych, a możliwość eksploatacji surowców z Księżyca oraz innych ciał niebieskich zaczyna przyciągać jednakowo rządy najpotężniejszych mocarstw, oraz prężnie rozwijający się sektor prywatny, który odegrać może kluczową rolę w rozwoju tzw. górnictwa kosmicznego.

Górnictwo kosmiczne, pomimo iż wciąż uważane jest za hipotetyczną gałąź gospodarki, to jak wskazywał już w 1903 r. Konstanty Ciołkowski – pionier kosmonautyki, od pomyślnego wydobywania minerałów z ciał niebieskich uzależniony jest dalszy rozwój działalności kosmicznej. W oczach wielu rozwój górnictwa kosmicznego nie tylko przyczyni się do zwiększonej aktywności człowieka w Kosmosie, ale również rozwiąże ciągle narastające zagrożenie wyczerpania się surowców mineralnych na Ziemi, a być może nawet umożliwi nam odkrycie i wykorzystanie nieznanych dotąd minerałów. Poszukiwanie nowych źródeł pozyskiwania zasobów, w tym zwłaszcza nieodnawialnych surowców energetycznych w przestrzeni kosmicznej stanowi kluczowy element dla dalszego cywilizacyjnego postępu ludzkości oraz szansę dla utrzymania światowego pokoju.

Społeczność międzynarodowa w obliczu wyzwań, jakim staje się niechybna kolonizacja Kosmosu, jest zmuszona podjąć stosowne środki prawne, mające na celu delimitację przestrzeni kosmicznej oraz określenie możliwych ram prawnych dla aktywności człowieka w Kosmosie zarówno przez sektor publiczny, jak i prywatne przedsiębiorstwa, aby przestrzeń kosmiczna nie stała się w przyszłości nowym centrum konfliktów między mocarstwami, a stanowiła obszar wspólnej eksploracji oraz rozwoju. Górnictwo kosmiczne powinno więc służyć przede wszystkich poprawie życia człowieka, a nie przyczynić się do narastającej konkurencji o dominację polityczną i ekonomiczną zarówno w Kosmosie, jak i na powierzchni Ziemi, do czego może dojść, jeżeli prawo międzynarodowe nie zostanie dostosowane do nowej rzeczywistości.

Wybrana Bibliografia:

Bierzanek, R., Symonides, J. (2004). Prawo międzynarodowe publiczne. Warszawa: Wolters Kluwer Polska.
Kłoda, M., Muzyk, K. (2018). Prawne aspekty tak zwanego górnictwa kosmicznego (Legal aspects of so called space mining). Łódź.
Skardzińska, B. (2017). Wydobywanie surowców mineralnych na Księżycu i innych ciałach niebieskich w świetle prawa międzynarodowego. Warszawa.
Przylibski, T. (2015). Górnictwo Pozaziemskie. Wykład z VIII Seminarium Meteorytowego w Olsztynie.
Stroż, K. (2017). Kosmiczne górnictwo: wyścig po pozaziemskie bogactwa [ANALIZA].
Układ o zasadach działalności państw w zakresie badań i użytkowania przestrzeni kosmicznej łącznie z Księżycem i innymi ciałami niebieskimi z 1967 r. (Dz. U. z 1973 r. nr 27, poz. 154).
Układ normujący działalność państw na Księżycu i innych ciałach niebieskich z 1979 r. (Rezolucja 34/68 Zgromadzenia Ogólnego ONZ z 5 grudnia 1979 r.).

Konrad Blutstein, Katarzyna Łuszczek, Tadeusz A. Przylibski - POTENCJALNE ZASOBY PLANETOID

JEDNOSTKA

Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Katedra Górnictwa i Geologii

ABSTRAKT (PL)

Wprowadzenie: W dobie rosnącego zainteresowania człowieka ekspansją w przestrzeni kosmicznej ogromną rolę będą odgrywać surowce. Ze względu na koszty ich dostarczenia na orbitę Ziemi i poza nią wydaje się koniecznym określenie możliwości wykorzystania surowców znajdujących się w Układzie Słonecznym poza Ziemią. Ciałami, które znajdują się w Układzie Słonecznym stosunkowo blisko orbity Ziemi a jednocześnie blisko potencjalnych celów misji kosmicznych (Księżyc, Mars, księżyce Jowisza i Saturna), są planetoidy. Są to obiekty krążące w pasie planetoid pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza, a także takie obiekty, które przecinają orbitę Ziemi (planetoidy bliskie Ziemi).

Opis zastosowanych metod: Autorzy prowadzą badania potencjalnych zasobów rud metali na planetoidach macierzystych chondrytów zwyczajnych. Materiałem badawczym są chondryty zwyczajne zebrane z różnych miejsc spadków na Ziemi. Autorzy traktują je jako materiał reprezentacyjny skał budujących ich ciała macierzyste – planetoidy typu S.

Stosowane metody badawcze (mikrosonda elektronowa, mikroskop petrograficzny, ICP-MS) pozwalają na charakterystykę chemiczną, składu mineralnego i cech petrograficznych tych skał. Na tej podstawie można wyciągnąć wnioski odnośnie formy występowania metalicznej mineralizacji rudnej oraz zawartości wybranych metali (Fe, Ni, Co) w minerałach rudnych. W następnej kolejności autorzy interpretują zasobność ciał macierzystych w minerały. Z dostępnych danych literaturowych możliwe jest także określenie innych cech litologicznych skał złożowych. Autorzy prowadzą również badania cech fizycznych tych skał. Daje to możliwość wstępnego scharakteryzowania sposobów pozyskania minerałów rudnych, a w dalszej kolejności rozpoczęcie opracowywania możliwości przeróbki i wzbogacenia rud tych metali na miejscu ich eksploatacji.

Wyniki: Ciała macierzyste chondrytów zwyczajnych zawierają 7-24% minerałów rudnych w postaci faz mineralnych stopu FeNi. Najbogatsza w metale grupa chondrytów H zawiera średnio 16,8% żelaza metalicznego, 1,7% Ni i 830 ppm kobaltu.

Podsumowanie: Przeprowadzone do tej pory badania pozwoliły na ocenę złóż wybranych metali na planetoidach macierzystych. Obecnie testowane są kolejne metody oddzielenia i przeróbki minerałów rudnych.

ABSTRAKT (ENG)

POTENTIAL ASTEROID RESOURCES

Introduction: In the age of constantly increasing human interest in space exploration, resources will play a key role. Considering transportation costs into Earth’s orbit and beyond, assessment of utilization possibility of resources occurring in the Solar System beyond Earth seems to be necessary. Asteroids are the bodies in the Solar System, which are relatively near Earth’s orbit and at the same time near potential aims of space missions (Moon, Mars, moons of Jupiter or Saturn). There are objects orbiting in main asteroid belt, between the orbit of Mars and Jupiter, as well as objects crossing Earth’s orbit (Near Earth Asteroids).

Methodology: Authors carry out research on potential metal ore resources on ordinary chondrite parent bodies. Their investigations are performed on ordinary chondrites falls collected from different parts of Earth. Authors consider them as a material representing rocks building their parent bodies – S-type asteroids. Electron microprobe and ICP-MS analysis as well as microscopic observations allow the chemical, mineralogical and petrological characterization of these rocks. Based on this, conclusions on metallic ore mineralization and abundances of selected metals (Fe, Ni, Co) in ore minerals can be drawn. Moreover, authors interpreted abundance of ore minerals in the parent bodies. Other lithological features of deposit rocks can be determined based on literature data. Authors also carry out research on physical properties of these rocks. This gives the opportunity of primary characterization of mining ore minerals, and it is good starting point for processing and enrichment these ore in situ (on asteroids).

Results: Ordinary chondrite parent bodies contain 7-24% ore minerals, in the form of different mineral phases of FeNi alloy. The richest in metals H chondrite group is composed of 16.8% metallic iron, 1.7% Ni, 830 ppm Co.

Summary: The performed research has allowed the authors the assessment of selected metallic deposits on parent asteroids. At present, different methods of separating and processing of ore minerals are tested.

Aleksandra Brankiewicz, Izabella Noworyta - WARUNEK ŻYCIA - CZY JESTEŚMY W STANIE SKOLONIZOWAĆ WSZECHŚWIAT?

JEDNOSTKA

Uniwersytet Jagielloński

ABSTRAKT (PL)

Niedawne odkrycie wody na księżycu może wkrótce przyczynić się do intensywniejszego zainteresowania szukaniem życia poza Ziemią (1).

Od dawna wiemy, że tam, gdzie na Ziemi znajduje się woda w stanie ciekłym, istnieje też życie. Jednak wiele organizmów na Ziemi wymaga dodatkowych warunków, a nie tylko samej wody. Organizmami, które mogą pokonać wiele barier są ekstremofile (2). Istnieją miejsca na Ziemi, takie jak lodowce, gorące źródła czy kominy hydrotermalne, gdzie toczy się życie. Ale jak to możliwe? Ewolucja wykreowała niesamowite molekularne, biochemiczne i anatomiczne przystosowania, które pozwoliły żyć w ekstremalnych warunkach (3,4). Nasza świadomość, w połączeniu z nowymi danymi, sugeruje, że życie może być częstsze niż myślimy.

Obecny stan wiedzy wskazuje na to, że prokariotycznie ekstremofile były pierwszymi przedstawicielami życia na Ziemi. Elastyczność ich genomu prawdopodobnie umożliwiła przystosowanie się do szerokiego spektrum trudnych warunków. Istnieje kilka podstawowych kategorii organizmów m. in.: acidofilne, alkalofilne, halofilne, barofilne
i radiooporne (5). W związku z tym można przypuszczać, że życie, jakie mogłoby istnieć nawet w wyjątkowo niesprzyjających kosmicznych warunkach, byłoby zbliżone do nich. Być może nawet udałoby się wprowadzić je na tereny jeszcze nie zamieszkane przez życie.

Argumentem przemawiającym za badaniami nad wykorzystaniem mikroorganizmów do zasiedlenia innych ciał niebieskich jest fakt, że istnieją mikroby, które do pozyskiwania energii niezbędnej do życia wykorzystują nie tlen, a np. związki siarki – jak bakterie purpurowe. Fakt ten jest istotny ze względu na to, iż można by zasiedlić organizmami planety, przy wykorzystaniu surowców już znajdujących się na tym obiekcie.

W naszym referacie pokusimy się o zestawienie obecnej wiedzy o życiu na Ziemi
z teoretycznymi uwarunkowaniami życia w kosmosie oraz przybliżymy warunki, jakie są konieczne do sztucznego zasiedlenia innych ciał niebieskich.

Jeśli zatem nie znajdziemy życia poza Ziemią, to czy można je tam zacząć?

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-sofia-discovers-water-on-sunlit-surface-of-moon/ (2020)
Rothschild L.J., Mancinelli R.L. (2001). Life in extreme environments. Nature, 409(6823), 1092-1101.
Zablotni A., Dziadosz A. (2013). Ekstremofile-mikroorganizmy z przeszłością
i z przyszłością. Postępy Mikrobiologii, 52(4).
Pikuta E.V., Hoover R.B., i Tang J. (2007). Microbial extremophiles at the limits of life. Critical reviews in microbiology, 33(3), 183-209.
Cavicchioli R., Siddiqui K.S., Andrews D., Sowers K.R. (2002). Low-temperature extremophiles and their applications. Current Opinion in Biotechnology, 13(3), 253-261.

Paweł Chyc - PRAWO MORZA JAKO ZALĄŻEK EKSPLOATACJI KOSMOSU

JEDNOSTKA

Wyższa Szkoła Administracji i Biznesu im. E. Kwiatkowskiego w Gdyni/ Komisja Nauk Kosmicznych PAN

ABSTRAKT (PL)

Eksploatacja zasobów znajdujących się w przestrzeni kosmicznej stanowi kolejny krok w kierunku podboju kosmosu przez człowieka i na tym etapie w coraz większym stopniu wydaje się być koniecznością wynikającą przede wszystkim z potrzeby pozyskiwania potencjalnych źródeł paliwa rakietowego. Wbrew powszechnej opinii w najbliższym stuleciu strategicznymi zasobami w kosmosie nie będą tzw. metale ziem rzadkich, czy platyna, a woda, dwutlenek węgla oraz bogate zasoby regolitu – będącego wierzchnią warstwą ciał niebieskich. Zasoby wody, oprócz oczywistego faktu zapewnienia możliwości przeżycia człowieka w kosmosie, potencjalnie pozwalają na pozyskanie ciekłego wodoru jako paliwa rakietowego, uzyskiwanego w procesie elektrolizy. Również dwutlenek węgla (obecny m.in. na Marsie) w połączeniu z wodorem pozwala na pozyskanie metanu, jako kolejnego źródła paliwa rakietowego. A zatem potencjalne wykorzystanie tych zasobów znacząco poszerza możliwości dalszej eksploracji kosmosu przez człowieka.

Jednak zanim ludzkość wejdzie w etap eksploatacji tych strategicznych zasobów kosmicznych, warto już teraz doprecyzować pewne zasady, reguły i mechanizmy, które zagwarantują ludzkości pokojową koegzystencję w przestrzeni pozaziemskiej. Jak wiadomo zgodnie z art. 1 Traktatu o przestrzeni kosmicznej z 1967 roku przestrzeń kosmiczna jest wolna dla badań i użytkowania. Jednak każda wolność podmiotu ma swoje granice, którymi są wolności innych, a na straży tej kardynalnej zasady powinno stać prawo rozumiane jako zbiór powinnych zachowań, które de facto pełni rolę służebną względem każdej wolności – również tej „kosmicznej”. Gdzie zatem szukać zasad i reguł dotyczących wykorzystania zasobów kosmicznych? Odpowiedzi należy szukać na ziemskim morzu otwartym, które również posiada bogate zasoby naturalne i podobnie jak przestrzeń kosmiczna – ma charakter eksterytorialny. Dno morza otwartego znajdujące się poza jurysdykcją państwową należy do Wspólnego Dziedzictwa Ludzkości co oznacza, iż nie można tego obszaru zawłaszczyć, należy go wykorzystywać wyłącznie w celach pokojowych, a wydobywanie zasobów naturalnych odbywać się może wyłącznie pod nadzorem Międzynarodowej Organizacji Dna Morskiego (ISA), działającej pod egidą ONZ. Trudno więc pomijać te analogie w sytuacji poszukiwania rozwiązań systemowych dla zasad eksploatacji zasobów kosmicznych. Patrząc bowiem w morze widać linię horyzontu, gdzie morze styka się z nieboskłonem, co skłania do refleksji nad formułą: per mare ad astra.

Jakub Ciążela - POSZUKIWANIE ZŁÓŻ METALI W OBSZARACH MŁODEJ AKTYWNOŚCI HYDROTERMALNEJ I WULKANICZNEJ NA MARSIE

JEDNOSTKA

Polska Akademia Nauk

ABSTRAKT (PL)

Biorąc pod uwagę brak dowodów na podwyższone temperatury gruntu i zmiany morfologii terenu wywołane wulkanizmem, wulkanizm na Marsie może wydawać się wygasły (Christensen et al., 2003; Edgett et al., 2010). Datowania marsjańskich prowincji wulkanicznych wykazują zróżnicowany wiek od bardzo młodego (<3 Ma) do bardzo starego (>4,000 Ma). Wulkanizm na Marsie jest więc najprawdopodobniej uśpiony a nie wygasły, sugerując ciągle aktywny magmatyzm. Potwierdzają to nasze analizy obrazów z Context Camera (CTX) Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) o rozdzielczości 6 m/piksel. W oparciu o parametry morfometryczne i wiek wulkanów marsjańskich, ustalany metodą liczenia kraterów uderzeniowych, stworzyliśmy model wskazujący, że erupcje magmy w prowincji wulkanicznej Tharsis wynoszą średnio ~150 km³/Myr w ciągu ostatnich 10 Ma. Przewidujemy, że największe komory magmowe mogą znajdować się pod Olympus Mons i Tharsis Montes. Wykryliśmy też związaną z nimi niedawną aktywność hydrotermalną, analizując lokalny skład atmosfery i powierzchnię Marsa. Nasza analiza widm Planetarnego Spektrometru Fouriera (PFS) z ostatnich 16 lat ujawniła trzy emisje metanu nad Tharsis w odstępach 1–2 miesięcy w 2014 roku. Bardziej szczegółowa analiza przestrzenna wskazuje, że metan pochodzi raczej z obszaru Olympus Mons niż z obszaru Tharsis Montes. Za pomocą Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) z MRO w trzech lokalizacjach cechujących się młodym wulkanizmem (<100 Ma), wykryliśmy minerały hydrotermalne, jarosyt lub ałunit. Na Ziemi aktywność hydrotermalna jest zwykle związana z tworzeniem się rud metali. Jarosyt i ałunit mogą wskazywać na bliskość rud metali. Diagnostyczne dla rud metali siarczki są jednak niewykrywalne w paśmie bliskiej podczerwieni, w którym operuje CRISM. Obecnie w Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu projektujemy spektrometr MIRORES (Mars far-IR ORE Spectrometer) pracujący w dalekiej podczerwieni, który będzie wykrywał siarczki z orbity Marsa. W celu lepszego zrozumienia rozmieszczenia oraz składu chemicznego złóż chemicznych na Marsie nasz zespół rozpoczyna też systematyczne badanie meteorytów marsjańskich oraz powierzchni Marsa z orbity. Jest to realizacja projektu OPUS NCN nr 2020/37/B/ST10/01420 na lata 2021–2025.

Magdalena Górak - JAKIE WYZWANIA STAWIA PRZED PRAWEM KOSMICZNYM GÓRNICTWO POZAZIEMSKIE? ANALIZA PROBLEMATYKI I PROPOZYCJA ROZWIĄZAŃ

JEDNOSTKA

Uniwersytet Śląski

ABSTRAKT (PL)

Rozpoczęcie procesu pozyskiwania zasobów znajdujących się w przestrzeni kosmicznej bez wątpliwości rozpocznie nowy etap rozwoju ludzkiej cywilizacji i będzie przełomowym momentem w jej historii. Jednakże zanim górnictwo kosmiczne stanie się powszechne musi zmierzyć się z wieloma przeciwnościami technologicznymi, finansowymi, a także i prawnymi. Kosmiczne górnictwo jako innowacyjny i niekonwencjonalny przejaw ludzkiej działalności stanowi bezprecedensowe wyzwanie dla ukształtowanych systemów prawnych, zarówno krajowych jak i międzynarodowych. Pojawiają się pierwsze trudności z ujęciem górnictwa kosmicznego w ramy aktów prawnych. Społeczność międzynarodowa próbuje zmierzyć się z odpowiedzią na pytanie czyją własnością będą wydobyte surowce, jakie elementy będą uważane za takowe oraz kto i na jakich zasadach będzie mógł je wydobywać. W celu udzielenia odpowiedzi na powyższe zagadnienia przeanalizowano i poddano wykładni obowiązujące traktaty międzynarodowe składające się na prawo kosmiczne (corpus iuris spatalis) pod kątem tego, czy ich postanowienia dają możliwość, aby na ich podstawie uznać za dozwolone pozyskiwanie zasobów kosmicznych dla celów pozanaukowych. Porównano również pierwsze państwowe akty prawne ustanawiające pierwsze zasady dotyczące działalności wydobywczej poza Ziemią z obecnym reżimem corpus iuris spatalis. Zapoznano się z pracami organów krajowych jak i zagranicznych, które za cel postawiły sobie stworzenie podstaw prawnych dla kosmicznego górnictwa i poddano ocenie efekty tych prac. Na podstawie zaprezentowanych metod wyciągnięto następujące wnioski: postanowienia aktualnie obowiązujących międzynarodowych układów prawa kosmicznego znacznie zawężają możliwości wykorzystania przestrzeni kosmicznej dla partykularnych interesów. Układ o zasadach działalności państw w zakresie badań i użytkowania przestrzeni kosmicznej, łącznie z Księżycem i innymi ciałami niebieskimi z 1967r. (Traktat o przestrzeni kosmicznej) ustanawia zasadę niezawłaszczalności tej przestrzeni przez państwa. Zasada ta zgodnie z regułami wykładni zawężającej nie dotyczy jednak podmiotów innych niż państwa. Ponadto dotyczy ona przestrzeni kosmicznej, ale jednak nie samych substancji znajdujących się w niej. Natomiast Układ normujący działalność Państw na Księżycu i innych ciałach niebieskich z 1979 r. (Układ Księżycowy) rozszerza i uszczegóławia zasadę niezawłaszczalności na surowce znajdujące się na Księżycu oraz innych ciałach niebieskich, a ponadto statuuje, że reżim ten oprócz państw dotyczy także podmiotów pozarządowych i prywatnych. W wystąpieniu zostanie wykazane, że wpływ Traktatu Kosmicznego na działalność kosmiczną jest w rzeczywistości nikły, gdyż liczy zaledwie kilkunastu sygnatariuszy, pośród których nie znajdują się najwięksi gracze na arenie współczesnego kosmicznego wyścigu. Państwa, które przodują w tym obszarze ustanawiają własne akty prawne, które określają podstawowe reguły kosmicznego górnictwa. Cechą łączącą te akty jest ustanowienie zasady własności zasobu kosmicznego dla podmiotu, który go wydobył. Stworzenie odpowiednich legalnych podstaw dla górnictwa kosmicznego stanowi nieprzeciętne wyzwanie dla społeczności międzynarodowej. Dochodzi bowiem do starcia się idei przestrzeni kosmicznej jako wspólnego dziedzictwa ludzkości i wykorzystywania jej wyłącznie w celach, które przyczyniają się dla dobra ogółu oraz partykularnych – politycznych oraz komercyjnych interesów państw i podmiotów prywatnych. Odpowiednie ramy prawne, respektowane na arenie międzynarodowej pozwolą na wykorzystanie potencjału jakie niesie ze sobą pozyskiwanie surowców na innych ciałach niebieskich, dlatego niezwykle istotne jest aby już teraz zastanowić się nad kształtem i kierunkiem międzynarodowych i wewnątrzpaństwowych regulacji dotyczących tej działalności.

Mateusz Guzik - TECHNIKI DETEKCJI I KOREKCJI BŁĘDÓW WYNIKAJĄCYCH Z WPŁYWU PROMIENIOWANIA KOSMICZNEGO NA UKŁADACH FGPA

JEDNOSTKA

Absolwent Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie,

ABSTRAKT (PL)

Referat przedstawia informacje na temat wpływu promieniowania kosmicznego na układy elektroniczne, w szczególności układy FPGA. Celem pracy była implementacja technik detekcji oraz korekcji błędów wynikających z wpływu promieniowania na układach FPGA. Projekt składał się z części chronionej przed wpływem promieniowania, realizującej mierzalne, obserwowalne oraz przewidywalne zadania, której działanie było zakłócane rzeczywistymi błędami wprowadzanymi do układu FPGA. Przeciwdziałać wspomnianym błędom ma część chroniąca przed wpływem promieniowania. W części pierwszej zaimplementowano moduł przetwarzania obrazu oraz czterobitowy licznik binarny. W części drugiej zaimplementowano dwie suplementarne techniki detekcji
i korekcji błędów – SEM oraz TMR. Przedstawiono rodzaje błędów wynikających z wpływu promieniowania na układy elektroniczne, opisano metody umożliwiające detekcję
i korekcję wspomnianych błędów oraz zaprezentowano proces implementacji wybranych rozwiązań. Zawarto również wykonane symulacje oraz przeprowadzone testy.

Projekt umożliwił poprawną detekcję i korekcję błędów występujących w części chronionej, wykorzystując rozwiązania zaimplementowane w części chroniącej. Wszystkie zadania realizowane w projekcie zostały pomyślnie przetestowane. Czterobitowy licznik binarny i moduł przetwarzania obrazu działają zgodnie z założeniami. Moduły detekcji
i korekcji błędów SEM oraz TMR umożliwiają prawidłowe monitorowanie stanu układu FPGA oraz zapewniają ochronę przed opisanym wpływem promieniowania. Umożliwia to realizację skutecznej, elastycznej oraz, co ważne, programowej ochrony układu FPGA przed warunkami panującymi w przestrzeni kosmicznej.

Projekt zapewnił unikalną możliwość symulowania błędów wynikających z wpływu promieniowania na układach FPGA. Dzięki wykorzystanym rozwiązaniom możliwe jest programowe wstrzykiwanie rzeczywistych błędów do działającego układu FPGA, obserwacja wpływu wspomnianych błędów na implementowane rozwiązania oraz weryfikacja poprawności działania dowolnych technik umożliwiających ich detekcję
i korekcję. Opracowano również metodę pozwalającą na lokalizację i adresowanie elementów logiki układu FPGA w celu wprowadzania do nich rzeczywistych błędów.

ABSTRAKT (ENG)

TECHNIQUES FOR DETECTION AND CORRECTION OF ERRORS INDUCED BY COSMIC RADIATION ON FPGA DEVICES

This paper presents information on the influence of cosmic rays on electronic systems, in particular FPGA devices. The main objective of this thesis was to implement techniques for detection and correction of errors induced by radiation on FPGA devices. The design consisted of a radiation-protected part that performs measurable, observable and predictable tasks, the operation of which will be disturbed by actual errors introduced into the FPGA device. To counter the above-mentioned errors additional part of the project was developed, which protects against radiation. In the first part, the image processing module and a four-bit binary counter were implemented. In the second part, two supplementary error detection and correction techniques were implemented – SEM and TMR. Paper presents the types of errors resulting from the impact of radiation on electronic systems, describes the methods for detecting and correcting the errors mentioned above, and presents the implementation process of selected techniques. Performed simulations and conducted tests were also included.

The project allowed for the correct detection and correction of errors in the protected part, using solutions implemented in the protective part. All project tasks have been successfully tested. The 4-bit binary counter and image processing module worked as designed. SEM and TMR error detection and correction modules enable proper monitoring of FPGA system status and provide protection against the described radiation effects. This enables the implementation of effective, flexible and, importantly, software protection of the FPGA system against the radiation in space.

The project provided a unique opportunity to simulate errors resulting from the influence of radiation on FPGAs. Thanks to the solutions used, it is possible to programmatically inject actual errors into a working FPGA system, observe the impact of those errors on the implemented solutions, and verify the correct operation of any techniques that enable their detection and correction. Additional method was also developed to locate and address FPGA logic elements in order to introduce actual errors into them.

Anna Hurova - VIRUS AS A CHALLENGE FOR THE FUTURE OF SPACE MINING

JEDNOSTKA

Koretsky Institute of State and Law of Nstional Academy of Sciences of Ukraine

ABSTRAKT (ENG)

The space domain develops according to a few trends. On the one hand, governments focused on increase Space Forces, nevertheless that article 4 of the OST prescribe use of Moon and other celestial bodies solely for peaceful purposes. On the other hand, space mining could change the global economic order and save the environment of the Earth pushed by private companies or within public-private partnerships over the State’s jurisdictions. Combining them we could assume that struggle for space resources could face ‘soft kill’ technologies or cyber-attacks.

Based on this hypothesis research is aimed to make some predictions which legal mechanisms could be useful for the protection of space mining from cyber-attacks. The precautionary principle as a root shall be the reason for the growing common protection infrastructure of protection, which includes national law and policies, ISO, regional and entities’ standards, etc., that more detail is analyzed in this research.

Maria Kirpachova - MODERN TRENDS OF SPACE MINING REGULATION IN THE MIDDLE EAST: UNITED ARAB EMIRATES AND SAUDI ARABIA

JEDNOSTKA

Head of the legal department LLC „Space Logistics Ukraine”

ABSTRAKT (ENG)

Currently the Middle Eastern countries can serve as an example for the rest countries of the world from the strategic point of view, taking into consideration their mechanisms of solving a range of security, anti-terrorism and state building issues. Moreover, it is obvious that the new era of the space race arises in the Middle East, and the most powerful players are United Arab Emirates and Saudi Arabia.

As their targets shift from an oil-based to a knowledge-based economy, the above mentioned states invest into space mining, presuming that the most resources, especially water which is considered to be the new oil of space, would be processed and used in space, while it may be economic to ship platinum to Earth. However, asteroid mining poses various legal challenges, so the interested states are obliged to improve their national space legislation in force.

In the light of the foregoing, the research deals with exploration of the Emirati and Saudi space legislation in terms of their future space mining activity and the legal measures, that are being undertaken or should be undertaken by the stakeholders to ensure adequate and up-to-date regulation. Having as basis the purely deductive character of the science of law, the methods used during the research include initial data analysis, comparative analysis and drawing conclusion.

United Arab Emirates and Saudi Arabia are framing their policies and legislation towards two key areas to make advances: commercial activities dedicated to space resource extraction and human space exploration. The development of due legislative framework is under way. In this context they pay special attention to possessory rights and licensing of space mining activity, keeping in mind that some contemporary legal theories are considering the space mining to be a sheer violation of international space law. The research also compares the legislative framework of the abovementioned states with relevant law of Luxembourg that was the first EU country to offer legal certainty about asteroid mining.

Agata Kołodziejczyk - ANALOGOWE MISJE KOSMICZNE W POLSCE

JEDNOSTKA

Analog Astronaut Training Center

ABSTRAKT (PL)

Analogowe misje kosmiczne w Polsce to już ponad 20 zorganizowanych międzynarodowych projektów naukowo-technologiczno-biznesowych. Inicjatorami tych unikalnych na skalę światową przedsięwzięć są byli pracownicy Europejskiej Agencji Kosmicznej – założyciele jedynej w Polsce firmy związanej z załogowymi lotami kosmicznymi: Analog Astronaut Training Center (AATC). Poza bogatą ofertą szkoleń dla przyszłych komercyjnych astronautów, firma udostępnia prywatne laboratorium, którego celem jest symulowanie kosmicznego środowiska. Przeprowadza się w nim eksperymenty naukowe skoncentrowane na biologii i medycynie kosmicznej, ale również wychodzące naprzeciw szeregom multidyscyplinarnych zagadnień związanych z eksploracją Księżyca i Marsa, m. in. z górnictwem kosmicznym. Więcej informacji na temat możliwości współpracy można uzyskać poprzez stronę www.astronaut.center.

ABSTRAKT (ENG)

Analogue space missions in Poland already include over 20 organized international scientific, technological and business projects. The initiators of these unique projects on a global scale are former employees of the European Space Agency – the founders of the only company in Poland related to manned space flights: Analog Astronaut Training Center (AATC). In addition to a wide range of training courses for future commercial astronauts, the company provides a private laboratory to simulate the space environment. It carries out scientific experiments focused on biology and space medicine, as well as addressing a number of multidisciplinary issues related to the exploration of the Moon and Mars, including space mining. More information on the possibility of cooperation is available at www.astronaut.center.

Andrzej Kotarski - INFRASTRUKTURA ORBITALNA, JAKO CZYNNIK ZAPEWNIENIA CIĄGŁOŚCI ZDALNYCH OPERACJI WYDOBYWCZYCH NA POWIERZCHNI KSIĘŻYCA

JEDNOSTKA

Polskie Towarzystwo Astronautyczne

ABSTRAKT (PL)

Księżyc jest celem planowanych misji agencji kosmicznych Stanów Zjednoczonych, Chin, Indii i Japonii oraz Unii Europejskiej i Rosji. W ramach tych programów, jak i też programów prowadzonych przez podmioty prywatne, planuje się przeprowadzenie bezzałogowych misji demonstrujących rozwiązania techniczne do eksploatacji lokalnych zasobów na potrzeby misji. Jest to wstęp do zabezpieczenia potrzeb misji o długim czasie pobytu na jego powierzchni lub pod jego powierzchnią. Kluczowym zasobem w kręgu zainteresowania jest woda, która może być zastosowana w systemach podtrzymywania życia lub też materiał pędny lub też surowiec do jego produkcji.

Czynnikiem zmieniającym charakter pobytu człowieka na Księżycu z krótkoterminowego na długoterminowy lub stały jest wykorzystanie jego zasobów na skalę przemysłową na te potrzeby. Kluczowym elementem umożliwiającym to jest adekwatna infrastruktura orbitalna która zapewni prowadzenie operacji wydobycia zasobów Księżyca w trybie ciągłym oraz ich globalny zasięg.

Przeprowadzone symulacje dwóch scenariuszy operacji na Księżycu bez infrastruktury orbitalnej i z jej wykorzystaniem wykazują znaczący wzrost zdolności operacyjnych jednostek działających na jego powierzchni i orbicie oraz wzrost ich zasięgu w przypadku jej użycia. Istotnym elementem jest prowadzenie tych operacji w czasie rzeczywistym oraz uzyskanie ich globalnego zasięgu.

W świetle wyników przeprowadzonych symulacji scenariuszy operacji wydobywczych na Księżycu z użyciem infrastruktury orbitalnej i bez niej wynika, że jest ona kluczowym elementem otwierającym ich prowadzenie w czasie rzeczywistym oraz na skalę globalną.

Joanna Kozakiewicz - RUDY ŻELAZA NA MERIDIANI PLANUM, MARS

JEDNOSTKA

Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytet Jagielloński,

ABSTRAKT (PL)

Meridiani Planum (MP), równinny obszar na Marsie leżący pomiędzy 2°N i 4°S oraz 8°W i 2°E jest jednym z najlepiej poznanych regionów Czerwonej Planety. Region ten charakteryzuje się występowaniem dużej ilości hematytu. Hematyt na Ziemi jest ważną rudą żelaza i często do swojego powstania wymaga obecności wody w stanie ciekłym.

By odkryć zagadkę pochodzenia hematytu na Meridiani Planum postanowiono wysłać tam jeden z dwóch łazików misji NASA Mars Exploration Rover. Łazik Opportunity badał MP przez 14 lat pomiędzy 2004 a 2018 rokiem. Celem badań było w szczególności znalezienie dowodów, że w przeszłości (miliardy lat temu) na tym obszarze występowała woda w stanie ciekłym. Misja zakończyła się olbrzymim sukcesem. Łazik wykonał tysiące zdjęć oraz pomiarów spektrometrycznych skał i osadów.

Okazało się, że hematyt występuje na Meridiani Planum przede wszystkim w postaci milimetrowych konkrecji hematytowych, zwanych sferulami. Sferule te są obecne w skałach osadowych pokrywających cały obszar równin Meridiani. Ze względu na to, że skały te są znacznie mniej odporne na wietrzenie od konkrecji, sferule są erodowane ze skał i tworzą bruku deflacyjny pokrywający równin.

W prezentacji przedstawione zostaną wyniki dotyczące własności fizycznych i chemicznych sferul hematytowych, uzyskanych na podstawie danych z łazika Opportunity, zebranych wzdłuż jego całego trawersu od krateru Eagle do krateru Endeavour.

Hematytowe sferule, pokrywające dosłownie całą powierzchnię MP, mogą w pewnym stopniu stanowić łatwo dostępne źródło żelaza dla przyszłych misji marsjańskich.

ABSTRAKT (ENG)

IRON ORES AT MERIDIANI PLANUM, MARS

Meridiani Planum (MP), plains located on Mars between areographic latitudes: 2°N to 4°S, and longitudes: 8°W to 2°E, is one of the best-known regions on Red Planet. This hematite-rich area is unique on Mars. Hematite on Earth is an important ore of iron, and to form it often requires liquid water.

To explore the source of hematite in Meridiani Planum one of two rovers of NASA Mars Exploration Rover mission was sent to Meridiani plains. It carried out an extensive investigation for 14 years between 2004 and 2018. The main aim of the exploration was to find evidence that liquid water was present in this area in the past (billions of years ago). The mission was a huge success. The rover took thousands of photos and acquired a lot of spectrometric data of rocks and sediments.

It turned out that hematite occurs in MP primarily in the form of millimeter-scale hematite concretions, called spherules, occurring in the sedimentary rocks that cover this area. Due to the fact that these rocks are less resistant than concretions, the spherules are eroded from the rocks and settle as lag deposits on the surface of Meridiani Planum.

The presentation summarizes the results of physical and chemical properties of hematite spherules obtained from the data acquired along the entire traverse of the rover from Eagle Crater to Endeavour Crater.

Hematite spherules literally covering Meridiani Planum can be to some extent an easily available source of iron for future Martian missions.

Roy Lichtenheldt - TOWARDS EXPLORATION OF FUTURE MINING CAPABILITIES - TERRAMECHANICS AND ROBOTIC PLANETARY EXPLORATION OF LAVATUBES

JEDNOSTKA

German Aerospace Center (DLR), Insititute of System Dynamics and Control

ABSTRAKT (ENG)

Current planetary exploration vehicles are bound to fairly easy terrain. This is mostly due to restrictions by wheeled locomotion, which prohibits larger obstacle crossings and traversal of very soft sand. As space mining would involve exploration of more demanding terrain like craters, steep slopes with soft material and break down, as well as planetary underground environments, smaller more agile rover systems with enhanced obstacle traversabilty are needed.

One key to success of the development of such systems is the simulation and optimization, beginning with the earliest design studies. Thereby, especially the interaction with deformable soils is still a demanding task and not yet fully solved. In the talk, an introduction to DLR’s terramechanics model portfolio ranging from real-time capable simple models to high fidelity but computationally slower particle models will be given. Later on, the focus will be shifted to a novel rover system with rimless wheels called “Scout” whos design is based on the models mentioned above. Its system structure and suitability to explore the planetary underground will be explained. Furthermore, the measures to improve the robustness of the Scout will be highlighted.

Given these points, a way towards simulation driven, robotic exploration of future space mining sites will be proposed.

Anna Łosiak - GÓRNICTWO KOSMICZNE NA ZIEMI

JEDNOSTKA

University of Exeter, Instytut Nauk Geologicznych PAN

ABSTRAKT (PL)

Zderzenia asteroid z Ziemią to nie tylko katastrofy, zniszczenie i śmierć, ale również okazja do zarobienia dużych pieniędzy w górnictwie „kosmicznym” i to na naszej własnej planecie.

Rozległe zasoby złota, węglowodorów, diamentów, niklu, miedzi, platynowców, różnorodnych kamieni budowlanych i uranu istnieją w swojej obecnej formie dzięki kosmicznym kolizjom. Na przykład, krater Vredefort w Republice Południowej Afryki (>250 km średnicy, 2.02 miliarda lat) w ciągu ostatnich dziesięcioleci był najważniejszym źródłem złota na świecie. Złoża złota, chociaż powstały przed utworzeniem się krateru, zostały zachowane tylko dzięki deformacjom skał podłoża spowodowanym przez zderzenie z asteroidą. Sudbury w Kanadzie (>200 km średnicy, 1.8 miliarda lat) jest jednym z głównych światowych źródeł niklu i palladu, znaczącym miedzi i złota. Rudy powstały dzięki dyferencjacji magmy powstałej ze stopienia asteroidy o średnicy ponad 10 km i skał z którymi się zderzyła. Wiele różnych kraterów jest związanych z węglowodorami: np. Chicxulub w Meksyku (180 km średnicy, 65 milionów lat – znany jako zabójca dinozaurów), Ames w USA (16 km średnicy, 470 milionów lat), Steen River w Kanadzie (25 km średnicy 91 milionów lat). Kraterowe złoża ropy i gazu powstały, ponieważ kosmiczne zderzenia zwiększają porowatość skał, tworząc miejsce gdzie węglowodory mogą się gromadzić.

Kratery impaktowe są wykorzystywane również do nie-górniczych zastosowań. Są one ważnymi atrakcjami turystycznymi (np. Kaali w Estonii, 100 m, 3.5 ka lub Barringer w USA 1.3 km, 50 ka), są używane w edukacji (wliczając w to szkolenie astronautów przed misjami Apollo w Ries w Niemczech – 24 km, 15 Ma), dla sportu, gromadzenia wody i produkcji energii elektrycznej. W skrócie: życie z kraterami jest lepsze! 😊

Reimold W.U. et al. 2005. Economic Mineral Deposits in Impact Structures: A Review. In: Impact Tectonics (eds. C. Koeberl, H. Henkel) pp 479-552.

Grieve R.A.F. 2005. Economic natural resource deposits at terrestrial impact structures In: Mineral Deposits and Earth Evolution (eds. I. McDonald et al.). Geological Society, London, Special Publications 248: 1-29.

ABSTRAKT (ENG)

SPACE MINING ON EARTH

Collisions of asteroids with Earth result in not only death and destruction, but also create potential for earning a lot of money in space mining on our own planet.

Extensive mineral resources such as gold, hydrocarbons, diamonds, nickel, copper, platinum group elements, building stones and uranium exist only because of numerous cosmic crashes that our planet endured. For example, Vredefort is a crater in Republic of South Africa (>250 km in diameter and 2.02 Ba) that during the last tens of years was the world’s most important source of gold. Those deposits were formed before the crater, but they become preserved only in its proximity due to a target rocks deformations that helped to shield ore from 7 km of erosion. An impact crater Sudbury in Canada (>200 km diameter, 1.8 Ba) is one of the world’s main sources of nickel and palladium, as well as copper and gold. Those resources were formed by the fractional differentiation of a gigantic impact magma chamber formed by melting and mixing a ~10 km in diameter asteroid and target rocks. Multiple different craters are associated with oil and gas deposits e.g.; Chicxulub aka “dinosaur killer” in Mexico (180 km in diameter, 65 Ma), Ames in USA (16 km, 470 Ma), Steen River in Canada (25 km, 91 Ma). Those deposits were formed because impact cratering increases porosity of target rocks, forming spaces where hydrocarbons can gather.

Impact craters are important also for non-mining related activities. They are popular tourist destinations (e.g., Kaali in Estonia, 100 m, 3.5 ka or Meteor crater in USA, 1.3 km 50 ka), can be used for education (including astronaut training before Apollo missions in Ries in Germany 24 km, 15 Ma) and for sport, water storage and electrical energy production. In short: life with impact craters is better 😊

Reimold W.U. et al. 2005. Economic Mineral Deposits in Impact Structures: A Review. In: Impact Tectonics (eds. C. Koeberl, H. Henkel) pp 479-552.

Bartosz Malinowski, Katarzyna Malinowska - SHOULD POLAND REGULATE SPACE MINING?

JEDNOSTKA

Bartosz Malinowski – Centrum Badań Kosmicznych
Katarzyna Malinowska – Akademia Leona Koźmińskiego

ABSTRAKT (ENG)

Recent developments in U.S. and European space activities, such as the increased role of the private sector, the changing landscape of space transportation market and the ambitions to reactivate lunar manned presence on the lasting basis, reflected by initiatives such as the Moon Village or the Artemis Program, increased interest by the entrepreneurs, state actors, as well as international legal community in the issue of in-situ space resource utilization, as well as in commercial space mining.

However, as concerns the current international legal regime applicable to economic utilization of deep space, there exists a widely perceived view as to its inadequacy for the envisaged economic exploitation of space resources. Individual nations did intervene to unilaterally afford space entrepreneurs the required legal certainty by mandating the possibility to appropriate space resources, sparking international criticism, in particular in the forum of the United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space (UNCOPUOS), as well from the scholars of international space law.

Here, we discuss the merits and deficiencies of such potential legislative move performed by the Polish legislature, in terms of its compatibility with international legal framework, along with its benefits, if any, for the Polish and global space economy. The research method used is the analytical-descriptive one, applied to analysis of available juristic and policy sources.

Paweł Mazurek - POTENCJAŁ BADAWCZY CZUJNIKÓW MAGNETYCZNYCH W GÓRNICTWIE KOSMICZNYM

JEDNOSTKA

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

ABSTRAKT (PL)

Górnictwo kosmiczne to jeden z najważniejszych tematów astronautyki ostatnich kilkunastu lat. Pojawiają się coraz to nowe deklaracje prób pozyskania różnych surowców, zarówno do wykorzystania na Ziemi jak i przy eksploracji Układu Słonecznego. W deklaracjach tych najczęściej wymieniane są m.in. cenne metale takie jak złoto czy platyna.

Podczas International Astronautical Congress 2019 w Waszyngtonie poruszono problem opłacalności górnictwa kosmicznego wyraźnie akcentując brak technologii prawidłowego wydobywania metali z planetoid metalicznych. Wydaje się, że realnie możliwe jest pozyskiwanie jedynie metalicznych głazów z powierzchni planetoid – materii żelazno-niklowej o zbyt niskiej wartości, by nawet najmniejsza misja bezzałogowa była opłacalna. Z drugiej strony jednak choćby w przypadku złotego kruszcu, nawet najzasobniejsze złoże na Ziemi zawiera mniej czystego złota, niż przeciętne złoże na Księżycu.

Niniejszy artykuł przedstawia potencjał badawczy wykorzystania czujników magnetycznych najnowszej generacji do precyzyjnego określenia lokalizacji poszukiwanych zasobów złóż metali. Wprowadzenie bardzo czułych magnetometrów w przestrzeń kosmiczną umożliwi pomiar pola magnetycznego w środowiskach kosmicznych o słabym polu, zewnętrznej heliosferze czy lokalnym ośrodku międzygwiezdnym. W odległości powyżej 80 AU od Słońca siła otaczającego pola magnetycznego może być rzędu kilkudziesięciu pT, co stanowi granicę wykrywalności obecnie stosowanych czujników. Fluktuacje pól magnetycznych w przestrzeni są spowodowane procesem plazmy i mają szerokość pasma rzędu 1 Hz, odpowiadającą typowej częstotliwości cyklotronów elektronowych w zewnętrznej heliosferze.

Opisane w artykule magnetometry idealnie nadają się do pomiaru tego typu pól. Pokazano mechanizm działania czujników, szczególnie zwracając uwagę na opis pierwotnego, kosmicznego pola magnetycznego wyrażonego poprzez niestabilność Weibela. Zrozumienie zasad generowania lokalnego pola magnetycznego pozwali natomiast wyjaśnić jego powszechną obecność w obiektach astrofizycznych.

ABSTRAKT (ENG)

RESEARCH POTENTIAL OF MAGNETIC SENSORS IN SPACE MINING

Space mining is one of the most important astronautics themes of the last several years. There are more and more declarations of attempts to obtain various raw materials, both for use on Earth and for exploration of the Solar System. In these declarations the most frequently mentioned include precious metals such as gold or platinum.

During the International Astronautical Congress 2019 in Washington, the issue of profitability of space mining was raised, emphasizing the lack of technology for proper metal extraction from metallic asteroids. It seems that it is really possible to obtain only metallic boulders from the surface of asteroids – iron-nickel matter of too low value for even the smallest unmanned mission would be profitable. On the other hand, even the richest deposit of gold on Earth contains less pure gold than the average deposit on the moon.

The article presents the research potential of using the latest generation of magnetic sensors to precisely determine the location of sought resources of metal deposits. The introduction of highly sensitive magnetometers into outer space will allow the magnetic field to be measured in low-field space environments, the outer heliosphere or local interstellar medium. At a distance of more than 80 AU from the Sun, the strength of the surrounding magnetic field can be in the order of several dozen pT, which is the limit of detection of currently used sensors. The magnetic field fluctuations in space are caused by the plasma process and have a bandwidth of 1 Hz, corresponding to the typical frequency of electron cyclotrons in the outer heliosphere.

The magnetometers described in the article are ideal for measuring this type of field. The mechanism of operation of the sensors was shown, paying particular attention to the description of the primary cosmic magnetic field expressed by Weibel instability. Understanding the principles of generating the local magnetic field will allow to explain its common presence in astrophysical objects.

Przemysław Młynarczyk, Damian Brewczyński - MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA MODELOWANIA BEZPOŚREDNIEGO CZĄSTECZEK (DEM) DO MODELOWANIA PROCESÓW ZACHODZĄCYCH W WARUNKACH MIKROGRAWITACJI

JEDNOSTKA

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki

ABSTRAKT (PL)

Odwzorowanie zjawisk i procesów związanych z rozpraszaniem pyłów i innych cząstek stałych w warunkach odmiennych od tych panujących na ziemi jest zadaniem trudnym bądź też niemożliwym do wykonania w laboratoriach znajdujących się na ziemi. Problem dotyczący innych parametrów otoczenia wynikających z innej gęstości i składu atmosfery bądź jej braku jest dosyć prosty do rozwiązania w warunkach laboratoryjnych natomiast zniwelowanie efektu grawitacji ziemskiej jest już zadaniem o wiele bardziej skomplikowanym a często niemożliwym do zrealizowania. Wykorzystanie symulacji DEM do opisu zachowania cząstek w warunkach grawitacyjnych i atmosferycznych odmiennych od ziemskich może być narzędziem pozwalającym na o wiele tańsze i szybsze optymalizowanie elementów maszyn i urządzeń oraz sposobu ich pracy w tym środowisku. Szczególnym możliwym zastosowaniem symulacji DEM może być wykorzystanie tego typu oprogramowania do modelowania pracy maszyn górniczych – zarówno tych pracujących w warunkach ziemskich jak i również pozaziemskich. W referacie zostaną zaprezentowane możliwe zastosowania i sposób wykorzystania tego typu oprogramowania w sektorze kosmicznym. Szczególnym przypadkiem jest prezentacja możliwości modelowania pozyskiwania wierzchniej warstwy gleby (np. Regolitu) w warunkach obniżonej grawitacji. Z przeprowadzonych do tej pory symulacji wynika, że tego typu modelowanie może znacząco przyśpieszyć rozwój maszyn górniczych stosowanych w przemyśle kosmicznym. Modelowanie DEM ma jednak jedną bardzo wielką wadę: tego typu symulacje potrzebują i wykorzystują bardzo dużo zasobów komputerowych.

ABSTRAKT (ENG)

POSSIBILITIES OF USING DIRECT ELEMENT MODELING (DEM) TO MODEL PROCESSES UNDER MICROGRAVITY CONDITIONS

Imitating phenomena and processes related to the dust and other solid particles dispersion in conditions different from those prevailing on earth is a difficult task to perform in laboratories on the earth. The problem regarding other environmental parameters resulting from a different density and composition of the atmosphere or the ` lack of it is quite simple to solve in laboratory conditions, while eliminating the effect of Earth’s gravity is a much more complicated and often impossible task. The use of DEM simulation to describe the behavior of particles in gravitational and atmospheric conditions different from Earth’s can be a tool that allows, for much cheaper and faster, optimization of machine elements and devices and how they work in this environment. A particular possible application of DEM simulation may be the use of this type of software for modeling the operation of mining machinery – both those working in terrestrial and extraterrestrial conditions. The presentation will show the possible applications and how to use this type of software in the space sector. A special case is the presentation of the possibilities of modeling the extraction of the top soil layer (e.g. Regolite) in conditions of reduced gravity. The simulations carried out so far show that this type of modeling can significantly accelerate the development of mining machinery used in the space industry. DEM modeling, however, has one very big disadvantage: this type of simulation uses a lot of computer resources

Kamil Muzyka - JESTEŚ TYM Z CZEGO CIĘ ZBUDOWANO. PRAWNE ASPEKTY OBIEKTÓW WYTWARZANYCH Z MATERII CIAŁ NIEBIESKICH W KONCEPCJI ISRU

JEDNOSTKA

INP PAN

ABSTRAKT (PL)

Prawne dyskusje związane z wydobyciem i obrotem materią pochodzenia pozaziemskiego jest często skoncentrowana wyłącznie na kwestii importu kruszców oraz niezbędnych izotopów energetycznych. Takie spojrzenie nie pozwala zauważyć prawdziwego znaczenia, jakie ma zdolność operowania zasobami lokalnymi w przestrzeni kosmicznej. Prawo kosmiczne obecnie stoi przed ważniejszym wyzwaniem, niż same regulacje wydobycia surowców. Ważniejsze jest zadanie sobie pytania, co po wydobyciu? Jaki status będą miały obiekty kosmiczne wytworzone z takiej materii. Jak będziemy traktować gruz kosmiczny pozostały z takich obiektów? Jak będziemy traktować roboty i systemy biologiczne, których praca będzie oparta o wykorzystanie lub przetwarzanie materii ciał niebieskich?

Michał Pietkiewicz - KOSMICZNY PRZESTĘPCA

JEDNOSTKA

Uniwersytet Warmińsko – Mazurski w Olsztynie

ABSTRAKT (PL)

Celem niniejszego wystąpienia jest analiza aktualnie obowiązujących regulacji z zakresu międzynarodowego prawa kosmicznego w odniesieniu do hipotetycznych sytuacji, w których kosmonauta – również ten związany z szeroko pojętym górnictwem kosmicznym – popełnia przestępstwo na pokładzie statku kosmicznego, stacji kosmicznej bądź też w szeroko pojętej przestrzeni kosmicznej.

Rozważenia będą wymagały przede wszystkim kwestie związane z ustaleniem jurysdykcji danego państwa, ścigania oraz karania sprawców dopuszczających się czynów zabronionych na terra communis.

Podstawową metodą wykorzystaną w celu analizy powyższych zagadnień jest metoda dogmatyczno-prawna polegająca na analizie corpus iuris spatiais – pod kątem szeroko pojętej odpowiedzialności karnej. Ponadto zastosowano również metodę prawno-porównawczą poprzez porównanie w/w aktów prawa międzynarodowego z rozwiązaniami przyjętymi na gruncie międzynarodowego prawa lotniczego z uwagi na fakt, iż jest to gałąź prawa najbliższa prawu kosmicznemu. W tym zakresie niezbędna była analiza konwencji międzynarodowych wchodzących w skład tzw. systemu tokijski-hasko-montrealsko-pekińskiego.

Rezultatem powyższych działań jest refleksja, iż na chwilę obecną w prawodawstwie międzynarodowym nie ma jasnego sposobu postępowania z „kosmicznym przestępcą”, co wynika z faktu, iż sam Traktach o Przestrzeni Kosmicznej nie jest ani obszernym, ani szczegółowym aktem prawnym. Jednakże historia zna już przypadki przestępstw dokonywanych przez kosmonautów, a wraz z rozwojem chociażby górnictwa kosmicznego takich zdarzeń będzie coraz więcej.

Podsumowaniem powyższych konstatacji jest wniosek, iż pro futuro konieczne jest zapełnienie istniejącej luki prawnej. Zasadny wydaje się również postulat, iż możliwe byłoby zaadaptowanie rozwiązań funkcjonujących na gruncie konwencji systemu tokijsko-hasko-montrealsko-pekińskiego.

ABSTRAKT (ENG)

SPACE CRIMINAL

The purpose of this study is to analyze the currently applicable regulations in the field of international space law in relation to hypothetical situations in which a cosmonaut – including a space miner – commits a crime on board a spacecraft, a space station, or in an outer space.

Consideration will primarily be required for issues related to the jurisdiction of a state, prosecution and punishment of perpetrators on terra communis.

The methods used to analyze the above-mentioned issues is the dogmatic and legal method – based on the analysis of corpus iuris spatiais – in terms of broadly understood criminal liability. In addition, a comparative method will be also used to compare the international acts with the solutions adopted under international aviation law – due to the fact that it is the branch of international law closest to space law. In this regard, it was necessary to analyze the so-called Tokyo-Hague-Montreal-Beijing system.

The result of the above study is a reflection that at the moment there is no clear way in the international legislation to cope with a “space criminal”, which results from the fact that the Outer Space Treaty itself is neither a comprehensive nor a detailed legal act. However, history already knows the cases of crimes committed by cosmonauts, and with the development of even space mining there will be more and more of them.

The summary of the above is the conclusion that it is necessary to fill the existing legal gap pro futuro. The postulate that it would be possible to adopt solutions functioning on the basis of the Tokyo-Hague-Montreal-Beijing-Beijing conventions system also seems justified.

Michał Piliński - KONCEPT PRZECIWSOBNEGO MIKROAKTUATORA SMA DO ZASTOSOWAŃ W PRZESTRZENI KOSMICZNEJ

JEDNOSTKA

PWr Aerospace

ABSTRAKT (PL)

Aktuatory zbudowane w oparciu o stopy z pamięcią kształtu (SMA – shape memory alloys) są szeroko stosowane w przemyśle dzięki swojej prostocie, małym rozmiarom i bardzo dobrym stosunku mocy do masy [1]. Do tej pory ich główną rolą w misjach kosmicznych było rozkładanie elementów między innymi paneli słonecznych czy anten. Jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy jest niska sprawność energetyczna aktuatorów SMA – wymagają one ciągłego dostarczania energii przy utrzymywaniu zadanej pozycji [2]. W tej pracy przedstawiono nowy koncept przeciwsobnego mikroaktuatora o zerowym poborze energii w pozycji ustalonej. Proponowana konstrukcja zaprojektowana jest na bazie dwóch wzajemnie deformujących się zwojów SMA, zapewniając dwukierunkowe sterowanie położeniem kątowym bez konieczności stosowania sprężyn powrotnych. Działanie aktuatora zostało zasymulowane w warunkach mikrograwitacji. Głównymi problemami, na których skupiono się w pracy była optymalizacja procesu nagrzewania i ochładzania zwoju SMA w warunkach próżni oraz zapewnienie stabilności zadanej pozycji. Dodatkowo przedstawiona została koncepcja użycia przedstawionej technologii podczas misji studenckiej nanosatelity typu CubeSat zespołu WroSat.

LITERATURA

[1] Mohd Jani, Jaronie & Leary, M. & Subic, Aleksandar & Gibson, Mark. (2014). A review of shape memory alloy research, applications and opportunities. Materials & Design. 56. 1078-1113.

[2] L. Miková, S. Medvecká, B.M. Kelemen, F. Trebuña, I. Virgala Application of Shape Memory Alloy (SMA) as actuator. Metalurgija., 54 (2015), pp. 169-172.

Andrzej Piotrowicz - METALURGIA W PRZESTRZENI KOSMICZNEJ: «NIHIL NOVI» CZY «NOVA FACIO OMNIA»?

JEDNOSTKA

AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Fizykochemii i Metalurgii Metali Nieżelaznych

ABSTRAKT (PL)

Alternatywę dla wydobycia złóż ziemskich stanowi eksploatacja zasobów pozaziemskich, która w niedalekiej przyszłości zdaje się być nieunikniona. Eksploracja i komercjalizacja przestrzeni kosmicznej, logistyka kosmiczna i górnictwo kosmiczne –te dziedziny obecnie czekają na realizację. Ich podmiotami powinno być zapewnienie dostępu do depozytów znajdujących się na ciałach niebieskich oraz finalnie wydobycie zasobów. Następnie, rudy te wymagają kolejnych zabiegów technologicznych, dzięki którym z rud otrzymuje się produkty finalne, takie jak metale – nauką techniczną zajmującą się tym zagadnieniem jest metalurgia ekstrakcyjna. Patrząc perspektywicznie, należy się zastanowić nad kolejną dziedziną jaką będzie „metalurgia kosmiczna”: hutnictwo, odlewnictwo, rafinacja, inżynieria metali i przeróbka plastyczna w kosmosie.

Metalurgia znana w warunkach ziemskich niekoniecznie musi być taka sama jak metalurgia kosmiczna. Wynika to z warunków fizycznych i chemicznych, które panują w przestrzeni kosmicznej: (próżnia, mikrograwitacja) lub na innych ciałach niebieskich (warunki meteorologiczne, skład geochemiczny ciała niebieskiego itd.). Z drugiej strony takie same prawa i zjawiska fizyczne mają miejsce w innych miejscach kosmosu, toteż znane procesy metalurgiczne powinno się dać zaadaptować do warunków kosmicznych.

Zatem, czy w przyszłości metalurgii «Nihil novi sub sole» (Nic nowego pod słońcem) czy «Ecce nova facio omnia» (Oto czynię wszystko nowe)? Czy w obliczu nowej dziedziny, jaką jest górnictwo kosmiczne, w metalurgii nastąpi przełom? Czy z tego powodu nastąpi rewaloryzacja „ziemskiej” metalurgii? Wiele badań naukowych wskazuje na to, że warunki kosmiczne mają istotny wpływ na zjawiska i procesy metalurgiczne, takie jak: korozja i erozja w przestrzeni kosmicznej, rola zwiększonej grawitacji na strukturę stopów, przenoszenie ciepła w warunkach mikrograwitacji, rafinacja w próżni kosmicznej, wpływ składu rudy pochodzenia kosmicznego na proces ekstrakcji metali i wiele innych.

W ramach referatu zostaną przedstawione rozważania nad metalurgią kosmiczną (fizykochemią rud i metali, materiałoznawstwem, hutnictwem itd.), w tym w nawiązaniu do górnictwa kosmicznego. Zostaną zaprezentowane procesy metalurgiczne w przestrzeni kosmicznej lub na ciałach niebieskich, a następnie porówna się je z procesami w warunkach ziemskich. Zostaną pokazane problemy oraz wyzwania czekające na metalurgię kosmiczną.

Przemysław Pustułka, Jakub Stelmachowski - UKŁAD TECHNOLOGICZNY KOPARKA JEDNONACZYNIOWA – WOZIDŁO TECHNOLOGICZNE W KONTEKŚCIE WYDOBYCIA REGOLITU NA KSIĘŻYCU NA PODSTAWIE PROJEKTÓW RACER ORAZ PROACT.

JEDNOSTKA

PIAP Space sp. z o.o.

ABSTRAKT (PL)

Większość surowców dostępnych na Księżycu jak np. woda, wodór czy tlen jest związana z minerałami w regolicie księżycowym. Będą to cenne związki w kontekście przyszłej bazy księżycowej stanowiące bardzo ważny element systemów podtrzymywania życia oraz systemów napędowych. Zapotrzebowanie na tlen na Księżycu jest oszacowane na 1 000 kg na rok w początkowej fazie rozwoju bazy księżycowej oraz na 10 000 kg na rok w późniejszym okresie, gdy baza się będzie rozrastać. Występowanie minerałów zawierających tlen jest powszechne w regolicie księżycowym. Najbardziej atrakcyjnym minerałem z punktu widzenia produkcji tlenu jest ilmenit (FeTiO3), ze względu na relatywnie duży udział masowy tlenu. Wiele technologii zostało rozwiniętych do tej pory w celu ekstrakcji tlenu z regolitu, a najpopularniejszą jest technologia wykorzystująca redukcje regolitu wodorem w odpowiednich zakładach przeróbczych. Jednak aby uzyskać tlen z księżycowego regolitu, musi on najpierw zostać wydobyty oraz przetransportowany przez odpowiednie maszyny do wspomnianego zakładu przeróbczego. Wydobycie surowców księżycowych jak również wszelkie związane z tym procesy będą bazować na rozwiązaniach ziemskich. Jednym z najbardziej popularnych układów technologicznych do wydobycia i transportu surowców w ziemskim górnictwie odkrywkowym jest układ koparka jednonaczyniowa – wozidło technologiczne, który zapewnia wysoki poziom uniwersalności, elastyczności oraz nie generuje dużych kosztów inwestycyjnych. Wykorzystanie systemów bazujących na tym układzie są jednym z proponowanych do wykorzystania na Księżycu oraz rozwijane w postaci projektów CRATOS, RASSOSR 2.0 czy PACKMOON. Jedną z miar efektywności takiego układu jest jego czas cyklu pracy, który odnosi się do całkowitego czasu jaki jest potrzebny, aby przeprowadzić dany proces (w tym przypadku wydobycie oraz transport) od początku do końca. Znając czas cyklu powyższych procesów, możliwe jest oszacowanie wydajności wydobycia oraz transportu, oszacowanie jak długo dany proces będzie trwał oraz jak dużo maszyn jest potrzebnych, aby zostały spełnione wymagania dot. zapotrzebowania na dany surowiec. Dodatkowo jest to cenne narzędzie do monitorowania danego procesu, a następnie jego optymalizacji oraz co za tym idzie zwiększenia oszczędności i produktywności. ` Projekty RaCER oraz PROACT przeprowadzone przez PIAP Space, pozwalają i pozwolą zrozumieć naturę oraz ograniczenia związane z wykorzystaniem takiego systemu w środowisku księżycowym. Bazując na wynikach projektów oraz powiązanej z tematem literaturze, możliwe jest oszacowanie czasu cyklu wcześniej wspomnianych procesów, a w związku z tym oszacowanie jak dużo czasu jest potrzebne, aby dostarczyć odpowiednią ilość regolitu (1 000kg oraz 10 000 kg) by wyprodukować wymaganą ilość tlenu oraz jak daleko może znajdować się obszar wydobywczy od zakładów przeróbczych w zależności od prędkości łazika transportującego regolit oraz pojemności łyżki koparki.

ABSTRAKT (ENG)

THE EXCAVATOR – HAULER MACHINERY SYSTEM IN THE CONTEXT OF THE REGOLITH EXCAVATION ON THE MOON ON THE BASE OF THE RACER AND PROACT PROJECTS.

Most of the resources available on the Moon like e.g. water, hydrogen or oxygen are bounded in the lunar regolith. They, once extracted, could be used for breathing or as a propellant. The demand for the oxygen on the Moon is estimated at the 1 000 kg of O2 per year during the early outpost and at the 10 000 kg/year as the outpost will be growing. Oxygen is ubiquitous in the lunar regolith, where is bonded in minerals. The ilmenite (FeTiO3) is the most attractive, from the point of view of the oxygen production on the Moon due to its relatively high abundance in the lunar surface and oxygen yield reaching 10.5%. Hitherto, many technologies have been developed for the purpose of oxygen obtainment from the regolith on the Moon and the most common technology bases on the hydrogen reduction process. The oxygen production will be conducted in the processing plant, but firstly it must be excavated and transported there by the relevant machinery systems. Lunar extraction technologies and processes will base on the terrestrial ones. One of the most common machinery system for excavation and transportation in the terrestrial opencast mining is the system composed of the excavator-hauler, which provides a high level of the flexibility, versatility and relatively low investment costs. The utilization of the systems that base on the terrestrial excavator – hauler are one of the proposed to use on the Moon and are currently being developed e.g. CRATOS, RASSOR 2.0 or PACKMOON. The one of the measure of the effectiveness of the excavator-hauler machinery system is its cycle time that refers to the total time, which is needed to conduct a given process from the beginning to its end (here it is excavation and transportation). Knowing the cycle time of a given process it is possible to estimate the production rate of a given item per period, how long the process will take or how many machines are need needed in order to fulfil assumed production demands. It is also a great tool to monitor the processes as the knowledge of their cycle time allows to optimize them, and thus increase the savings or increase the productivity. ` Projects, RaCER and PROACT, that are being carried out at PIAP Space, allow and will allow to understand the nature and restrictions of the utilization of the such machinery system in the Moon environment. Basing on the projects outputs as well as on the related literature it is possible to estimate the cycle time of the related processes and thus to estimate the delivery time of the regolith in order to comply the requirements for the early and later outpost and also maximum distance of the excavation area from the processing plant depending on the hauler velocity and excavator’s bucket capacity

Bartosz Smolik - PIERWSZE ZAŁOGOWE MISJE NA MARSA, JEGO EKSPLORACJA I EKSPLOATACJA. PROBLEM FINANSOWANIA

JEDNOSTKA

Instytut Politologii Uniwersytetu Wrocławskiego

ABSTRAKT (PL)

Mars już od przeszło stu lat pobudza wyobraźnie astronomów, literatów, konstruktorów rakiet, inżynierów z przemysłu kosmicznego, jak i wielu entuzjastów lotów kosmicznych. Wraz z zaplanowaną już przez USA eksploracją Księżyca przed rządami mocarstw oraz opinią publiczną pojawi się pytanie czy i jak długo koncentrować swoje zainteresowanie na Srebrnym Globie, a także czy i jak sfinansować wyprawę na Marsa?

Niniejszy referat ma na celu dokonanie analizy porównawczej różnych programów dotyczących misji na Marsa, a także analizę możliwości jego dalszej eksploatacji. Autor przeanalizuje możliwości podjęcia takiej decyzji na Ziemi wiążącej się z dużą dozą ryzyka i sporymi wydatkami. Przeanalizowane zostaną projekty programów z początku lat 90. w tym Raport 90 – dniowy, Misja Mars Direct, Mars Direct Plus, a także dzisiejsze inicjatywy, jak kontrowersyjna Mars One, propozycje firmy SpaceX i Elona Muska w postaci Interplanetarny Transport System (obecnie Starship) i masowej kolonizacji Czerwonej Planety, a także różne projekty korporacyjne.

W konkluzjach referatu autor wskaże na możliwe warianty decyzji i finansowania wstępnej eksploracji Mars przez ludzi, a następnie eksploatacji znajdujących się tam złóż metali i innych surowców naturalnych.

ABSTRAKT (ENG)

THE FIRST MANNED MISSIONS TO MARS, ITS EXPLORATION AND EXPLOITATION. ISSUE OF FINANCING

Jarosław Socha, Matylda Kołomyjec - KSIĘZYCOWA WINDA KOSMICZNA

JEDNOSTKA

–

ABSTRAKT (PL)

W ostatnich latach koszt wyniesienia na orbitę kilograma ładunku na niską orbitę okołoziemską znacząco się obniżył, jednak nadal pozostaje bardzo wysoki – w granicach kilku tysięcy dolarów. Z powodu tak wysokich kosztów są inne, wspomagające rakiety, środki transportu. Jednym z nich jest winda kosmiczna, czyli teoretyczny projekt kabla pomiędzy Ziemią, Marsem czy Księżycem, a przestrzenią kosmiczną, po którym poruszają się odpowiednio skonstruowane pojazdy. Projekt ów zakłada utrzymywanie windy w pionie przez siłę odśrodkową obracającej się planety. Niestety na chwilę obecną nie jesteśmy w stanie wyprodukować materiałów na tyle wytrzymałych, aby umożliwiły one budowę windy z powierzchni Ziemi. Istnieją jednak materiały o wystarczających właściwościach, by mogły stanowić podstawę konstrukcji windy z Księżyca. Winda taka, w przeciwieństwie do analogicznej przytwierdzonej do powierzchni Ziemi, utrzymywana byłaby nie tylko przez siłę odśrodkową. Ze względu na zbyt powolny obrót Księżyca, utrzymywałby się głównie dzięki sile grawitacji pomiędzy Ziemią, a Księżycem. Nasz projekt opiera się na powyższej idei windy księżycowej. Ze względów technicznych zakłada się, że podczas budowy windy istniałaby już na Księżycu podstawowa infrastruktura, jak kopalnie czy bazy naukowe. Dodatkowo w punkcie Lagrange’a L1 – miejscu między Ziemią a Księżycem, gdzie równoważą się siły grawitacji tych ciał – miałaby powstać stacja transferowa. Służyłaby ona nie tylko jako punkt przeładunkowy i przystanek na trasie ZiemiaKsiężyc, ale także jako odpowiednik ISS, pozwalający na prowadzenie badań w warunkach mikrograwitacji. Kabel zakończony byłby swego rodzaju przeciwwagą w postaci przechwyconej planetoidy. Winda umożliwiłaby tańszy, ponieważ redukujący zużycie energii, transport materiałów kopalnych z Księżyca na Ziemię i naukowców do bazy w punkcie Lagrange’a. Ponadto jej zaletą jest bezpieczeństwo transportu związane ze zmniejszeniem potrzeby lądowania napędem, które jest obecnie jedynym środkiem osiągnięcia powierzchni przez pojazdy kosmiczne na powierzchniach znanych nam pozaziemskich ciał niebieskich.

Dagmara Stasiowska, Michał Kolasa - CZERWONE MIĘSO CZY CZERWONA FASOLA NA CZERWONEJ PLANECIE? – DIETA KOLONIZATORÓW MARSA

JEDNOSTKA

mgr inż. Dagmara Stasiowska – Katedra Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

dr Michał Kolasa – Instytut Systematyki i Ewolucji Zwierząt Polskiej Akademii Nauk

ABSTRAKT (PL)

Wszystko wskazuje na to, że kolonizacja Marsa to tylko kwestia czasu. Według zapowiedzi niektórych z największych firm sektora kosmicznego, pierwsze załogowe misje na Marsa mają odbyć się już w najbliższej dekadzie. Fakt ten stwarza ogromną liczbę pytań i tyle samo możliwości pod kontem naukowym. Jednym z podstawowych aspektów jakie należy podnieść jest dieta przyszłych kolonizatorów. Jej wpływ na ogólną kondycję fizyczną organizmu, jak i psychiczną został już niejednokrotnie potwierdzony. Niemniejszy wpływ na kształt diety kosmicznych wojażerów będzie miała technologia i zasoby potrzebne do pozyskania elementów ich menu. Praca stanowi przegląd dotychczas proponowanych rozwiązań, zarówno w kwestii samego jadłospisu astronautów, jak i możliwych sposobów produkcji. Analizie podlegają wyzwania związane z produkcją żywności, jak również podane zostają proponowane rozwiązania niektórych z nich. Autorzy przedstawiają również szereg badań niezbędnych do zrealizowania przed pierwszą ekspedycją.

ABSTRAKT (ENG)

RED MEAT OR RED BEANS ON THE RED PLANET? – MARS COLONIZERS’ DIET

Everything indicates that Mars’ colonization is only a matter of time. According to the largest space companies’ announcements, the first manned missions to Mars are expected to take place in the next decade. This fact creates a huge number of questions and the same number of possibilities in scientific terms. One of the basic aspects to be raised is the diet of future colonizers. Its impact on the general, physical and mental, the condition has been confirmed many times. The technology and resources needed for the production of elements of their menu are one of the factors, which will impact astronauts’ diet. The work is a review of solutions proposed so far, both in terms of the astronaut menu itself and possible production methods. Challenges related to food production are analyzed, as well as solutions for some of them are proposed. The authors also present some propositions of studies necessary to be carried out before the first expedition.

Sebastian Szybka - ODLEGŁOŚCI WE WSZECHŚWIECIE

JEDNOSTKA

Uniwersytet Jagielloński

ABSTRAKT (PL)

Z teorii względności Einsteina wynika, iż przestrzenna odległość pomiędzy dwoma zdarzeniami nie ma bezpośredniego fizycznego sensu. Pomimo to w astronomii często mówi się o zdarzeniach zachodzących w określonej odległości. Na przykład, w zeszłym roku poinformowano nas o obserwacji zderzenia gwiazd neutronowych, które miało miejsce pół miliarda lat świetlnych od nas. Podczas swojego wykładu wyjaśnię co astronomowie mają na myśli mówiąc o ,,odległościach” oraz opowiem o typowych nieporozumieniach związanych z tym zagadnieniem.

ABSTRAKT (ENG)

DISTANCES IN THE UNIVERSE

The Einstein’s theory implies that a spatial distance between two events does not have direct physical meaning. On the other hand, it is often said in astronomy that some events occurred in a particular distance from Earth. For example, we were informed last year about a neutron star collision which took place half a billion light years away. In my talk, I will explain the meaning of distances in astronomy and clarify some common misconceptions.

Joanna Wieteska, Krystyna Syty, Mikołaj Mroszczak - ANALIZA ZAGROŻEŃ W MISJACH KOSMICZNYCH NA PODSTAWIE MISJI CUBESAT

JEDNOSTKA

Klub Astronomiczny Almukantarat

ABSTRAKT (PL)

CubeSaty to małe satelity, o szczegółowo określonych wymiarach, projektowane w celach edukacyjnych lub technologicznych. Zostały wybrane jako obiekt analizy, jako że ich misje nierzadko są prowadzone przez koła studencie i często kończą się niepowodzeniem. Ponadto dokumentacje tego typu projektów są łatwo dostępne w Internecie.

W pierwszym etapie badań wyszczególniono fazy projektu CubeSat: projektowanie, testowanie, start i misja. Następnie na podstawie studium literatury wyszczególniono najistotniejsze problemy w każdej fazie. Trzecim etapem projektu była analiza dokumentacji satelitów zaprojektowanych przez zespoły z AGH i Politechniki Warszawskiej oraz zaproponowanie rozwiązań najczęściej występujących problemów.

Badania jednoznacznie wykazały, że najczęstszą przyczyną niepowodzeń w misjach CubeSat są problemy w komunikacji między satelitą i stacją naziemną. Kolejnym źródłem niepowodzeń są braki pieniężne i kadrowe, szczególnie odejście z zespołu kluczowego personelu. Dlatego podczas takich misji niezwykle istotne jest prowadzenie szczegółowej dokumentacji na każdym etapie projektu. Dostrzeżono również konieczność wielokrotnego testowania oprogramowania misji w celu szybszego wykrycia błędów.

Z roku na rok misji CubeSat przybywa, stają się coraz tańsze i częściej kończą się niepowodzeniem. Większość problemów sprowadza się do braków kadrowych i finansowych. Ta tendencja prawdopodobnie nie zmieni się w ciągu najbliższych kilku lat i misje CubaSat pozostaną dobrym obiektem badań nad niepowodzeniami w misjach kosmicznych.

https://youtu.be/–PgfQH2zFM

Kris Zacny - THE REGOLITH AND ICE DRILL FOR EXPLORING NEW TERRAIN (TRIDENT) FOR NASA'S VOLATILES INVESTIGATING POLAR EXPLORATION ROVER (VIPER)

JEDNOSTKA

Honeybee Robotics

ABSTRAKT (ENG)

The goal of the VIPER mission is to identify volatiles species within the top one meter layer of the lunar surface. VIPER is a rover mission that includes TRIDENT drill, Neutron Spectrometer System (NSS), Near InfraRed Volatiles Spectrometer Subsystem (NIRVSS) and Mass Spectrometer observing lunar operations (MSolo).NSS will look for hydrogen signature which is linked to water reserves. Once located, TRIDENT drill will be positioned above the hot spot and drill to 1 m depth in 10 cm bites. Chips conveyed to the surface will then be analyzed by NIRVSS and MSolo. The drill is based on the TRL4 Mars Icebreaker drill and TRL5 LITA drill developed for capturing samples of ice and ice cemented ground on Mars and represents over a decade of technology development effort. The drill consists of 1. Rotary-Percussive Drill Head, 2. Sampling Auger, 3. Brushing Station, 4. Feed Stage, and 5. Deployment Stage. To reduce sample handling complexity, the drill auger is designed to capture cuttings as opposed to cores. High sampling efficiency is possible through a dual design of the auger. The lower section has deep and low pitch flutes for retaining of cuttings. The upper section has been designed to efficiently move the cuttings out of the hole. The drill uses a “bite” sampling approach where samples are captured in ~10 cm depth intervals. The first generation, TRL4 Icebreaker drill was tested in Mars chamber as well as in Antarctica and the Arctic. It demonstrated drilling at 1-1-100-100 level (1 meter in 1 hour with 100 Watt and 100 N Weight on Bit) in ice, ice cemented ground, soil, and rocks. The second generation, TRL5 LITA drill was deployed on a Carnegie Mellon University rover, called Zoe, and tested in Atacama, Antarctica, the Arctic, and Greenland. The tests demonstrated fully autonomous sample acquisition and delivery to a carousel. The modified LITA drill was tested in NASA GRC’s lunar vacuum chamber at

Adam Jan Zwierzyński - PERSPEKTYWY RYNKU SUROWCÓW KOSMICZNYCH

JEDNOSTKA

Solar System Resources Corporation Sp. z o. o.

ABSTRAKT (PL)

Praca przeglądowa w której zaprezentowano perspektywy rynku surowców kosmicznych na podstawie dokumentów rządowych, agencji kosmicznych, firm sektora new space, a także banków. Wykazano dynamiczny rozwój rynku. W pracy wspomniano programach NASA Artemis oraz NASA Artemis Accord, jak i również Space Force w kontekście pozyskiwania surowców kosmicznych.

ABSTRAKT (ENG)

PROSPECTS FOR THE SPACE RESOURCES MARKET

Review work in which the prospects of the space resources market were presented on the basis of government documents, space agencies, new space companies, and banks. The dynamic development of the market was demonstrated. In paper was menioned about NASA Artemis and NASA Artemis Accord programs, as well as Space Force in the context of obtaining space resources.

II Konferencja Górnictwa Kosmicznego

Marek Cała, Katarzyna Cyran - LOOP – LANDING ONCE ON PHOBOS. BADANIA WSPÓŁPRACY STOPY LĄDOWNIKA Z PODŁOŻEM FOBOSA

WSPÓŁAUTORZY

prof. dr hab. inż. Marek CAŁA
dr inż. Katarzyna CYRAN
dr inż. Michał KOWALSKI
dr inż. Agnieszka STOPKOWICZ
dr inż. Daniel WAŁACH
mgr inż. Malwina KOLANO
mgr inż. Joanna JAKÓBCZYK

JEDNOSTKA

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, AGH

ABSTRAKT (PL)

Głównym celem projektu „LOOP-Landing Once on Phobos” jest opracowanie modelu numerycznego kontaktu stopy lądownika z powierzchnią Fobosa (księżyca Marsa). Projekt realizowany jest we współpracy z Centrum Badań Kosmicznych PAN i finansowany przez Europejską Agencję Kosmiczną. Pierwszy etap projektu obejmuje opracowanie modelu numerycznego powierzchni Fobosa na podstawie eksperymentalnych badań laboratoryjnych i modelowania numerycznego. Eksperymentalne prace laboratoryjne będą polegać na badaniu podstawowych własności mechanicznych wybranych materiałów w warunkach mikro grawitacji i próżni, w specjalnie zbudowanych do tego celu stanowiskach badawczych FBT (Falling Box Testbed) i FCT (Falling Cone Testbed). Następnie, eksperyment zostanie odtworzony numerycznie i skalibrowany na podstawie wyników testów laboratoryjnych. Rezultaty tych prac umożliwią odwzorowanie warunków panujących na Fobosie, poznanie wpływu obniżonej grawitacji i próżni na parametry mechaniczne badanych materiałów oraz opracowanie numerycznego modelu powierzchni Fobosa. W drugim etapie projektu zostaną przeprowadzone badania kontaktu powierzchni Fobosa ze stopą lądownika. Reakcja powierzchni Fobosa na stopę lądownika będzie analizowana na podstawie serii eksperymentów i modelowania numerycznego. Prace eksperymentalne będą prowadzone z wykorzystaniem specjalnie zaprojektowanych stanowisk badawczych LBT (Linear Bearing Testbed) and GTT (Granite Table Testbed). Podobnie jak w pierwszym etapie, prace laboratoryjne zostaną odwzorowane numerycznie i skalibrowane o wyniki uzyskane w testach. W efekcie opisanych prac, zostanie opracowany numeryczny model kontaktu stopy lądownika z powierzchnią Fobosa.

ABSTRAKT (ENG)

LOOP – LANDING ONCE ON PHOBOS.

TESTS OF INTERACTION BETWEEN THE FOOTPAD OF LANDER AND PHOBOS SURFACE

The main goal of the project “LOOP-Landing Once on Phobos” is to develop a numerical model of the contact process between a footpad of lander and Phobos Surface. The project is implemented in cooperation with Space Research Center Pan and funded by the European Space Agency. In the first stage, the numerical model of the Phobos surface will be elaborated based on experimental laboratory tests and numerical simulations. The laboratory experiments are going to analyse the physical and mechanical parameters of selected materials in limited gravity and vacuum conditions. Experimental tests will be carried out in specially designed testbeds FBT (Falling Box Testbed) and FCT (Falling Cone Testbed). Next, the numerical simulations are going to be applied to the projection of the laboratory tests. The described tests will result in a simulation of Phobos Surface conditions, an indication of changes in materials properties and their dependence on test conditions as well as an elaboration of the numerical model of the Phobos surface. In the second stage, the tests are going to be concerned with the contact process between Phobos Surface and a footpad of the lander. The Phobos surface behaviour in response to the footpad of the lander will be analysed on the basis of laboratory experiments and numerical modeling. Laboratory tests will be carried out in specially designed testbeds LBT (Linear Bearing Testbed) and GTT (Granite Table Testbed). As in the first stage, the numerical simulations are going to be applied to project the laboratory tests. As a result, the numerical model of contact between a footpad of lander and Phobos surface will be developed.

Karolina Filak, Agata Łukaszewska - OCENA WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWYCH MATERIAŁÓW WYBUCHOWYCH SPECJALNEGO PRZEZNACZENIA NA PODSTAWIE WYNIKÓW OBLICZEŃ PARAMETRÓW TERMODYNAMICZNYCH WYKONANYCH W PROGRAMIE KOMPUTEROWYM.

OPIEKUN MERYTORYCZNY

mgr inż. Krzysztof BARAŃSKI

JEDNOSTKA

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii AGH

ABSTRAKT (PL)

Materiały wybuchowe znajdują obecnie zastosowanie w technice cywilnej, głównie w górnictwie i przy pracach wyburzeniowych. Ocenia się, że wraz z rozwojem programów kosmicznych i eksploracją kosmosu w przyszłości mogą znaleźć zastosowania także w warunkach pozaziemskich, m.in.: do pozyskiwania surowców z powierzchni asteroid, do badań sejsmicznych ciał niebieskich Układu Słonecznego, w pracach inżynierskich w celu deniwelacji terenu pod budowę bazy (np. na Księżycu), a nawet do zmiany trajektorii obiektów kosmicznych z grupy NEO mających kurs kolizyjny z Ziemią. Ze względu na warunki panujące poza Ziemią istnieje wiele trudności technicznych związanych ze stosowaniem materiałów wybuchowych. Wiele powszechnie stosowanych wybuchowych substancji chemicznych nie spełnia wymagań stawianych potencjalnym materiałom wybuchowym do celów specjalnych. W pracy dokonano przeglądu literatury dotyczącej wykorzystania materiałów wybuchowych w warunkach kosmicznych. Przedstawiono najważniejsze materiały wybuchowe mające potencjał wykorzystania w warunkach pozaziemskich oraz dokonano charakterystyki ich właściwości fizycznych i chemicznych. Przedstawiono wyniki obliczeń parametrów termodynamicznych wykonanych w programie komputerowym ITC Thermodynamic Code dla wybranych materiałów wybuchowych, mających potencjał wykorzystania na powierzchni asteroid lub innych ciał niebieskich. Dokonano analizy ilościowej i jakościowej zmian produktów powstałych w wyniku detonacji materiałów wybuchowych (MW). Na podstawie wyników obliczeń termodynamicznych dokonano oceny właściwości użytkowych tych MW pod kątem ich wykorzystania w warunkach niestandardowych.

ABSTRAKT (ENG)

EVALUATION OF PERFORMANCE SPECIAL-PURPOSE EXPLOSIVES ON THE BASIS OF THE RESULTS OF THE THERMODYNAMIC PARAMETERS CALCULATIONS MADE IN COMPUTER PROGRAM.

Explosives are currently used in civil engineering, mainly in mining and demolition works. It is estimated that with the development of space programs and space exploration in the future it will be able to find applications in extraterrestrial conditions, for example: obtaining raw materials from asteroid surfaces, seismic research of the Solar System’s celestial bodies, in engineering works in order to prepare the area under building a base (e.g. on the moon) and even to change the trajectory of space objects from the NEO group which have a collision course with the Earth. Due to the prevailing conditions beyond the Earth, there are many technical difficulties associated with using explosives. Many prevalently used explosive chemicals don’t meet the requirements for potential explosives for special purposes. The paper reviews the literature on praxis of explosives in space conditions. It was presented essential explosives which might be intending to be used in extraterrestrial conditions and the characteristics of their physical and chemical properties. Article contain calculations of thermodynamic parameters results made in the ITC Thermodynamic Code computer program for selected explosives which have the potential to apply on the surface of an asteroids or other celestial bodies. It was shown quantitative and qualitative analysis of changes in products resulting from the detonation of explosives. Based on the thermodynamic calculations results, the performance of these explosives was evaluated in terms of their use in extraordinary conditions.

Alberto Gallina - PLANETARY ROVER MOBILITY IN CONDITION OF SOFT SOIL UNCERTAINTY

JEDNOSTKA

Faculty of Robotics and Mechatronics, AGH University of Science and Technology

ABSTRAKT (ENG)

Rover mobility on soft soils, as those present on the lunar and martian surface, is a very important issue in planetary exploration. Past experience has shown that when the rover is driving on sandy soil, it may get stuck for long time and, in worst cases, be unable to recover its mobility any longer. For this purpose the wheel-soil contact is deeply examined beforehand planning planetary exploration missions. At present, most of the existing contact models for sandy soil are based on the Bekker’s theory. However, such models are semi-empirical and subjected to large uncertainty about their parameters. The presentation aims to illustrate major issues in wheel-soil contact modeling and propose numerical analyses for addressing the problem of rover mobility prediction uncertainty.

Anna Hurova - ZDALNE WYKRYWANIE JAKO ŚRODEK PRZYSZŁOŚCI PRZESTRZENI GÓRNICZEJ: ASPEKTY PRAWNE

JEDNOSTKA

pracownik naukowy firmyKoretsky State and Law Institute oraz Narodowej Akademii Nauk Ukrainy

ABSTRAKT (PL)

Górnictwo kosmiczne jest najbardziej inspirującą działalnością, która nie jest już tematem science fiction. Działanie to zmieni obecny porządek kosmiczny zgodnie z szeroką i inną infrastrukturą kosmiczną.

Ukraińskie i polskie przedsiębiorstwa kosmiczne rozumieją te tendencje i aktywnie angażują się w ten proces. Na przykład polskie firmy z sektora kosmicznego z dnia 24.03.2017 podpisały umowę konsorcjum EX-PL, której celem jest rozwój szeregu technologii i rozwiązań w celu realizacji szeregu projektów, które nazywane są projektami w obszarze górnictwa kosmicznego ². Również 18.10.2018 Luksemburg i Rzeczpospolita Polska zgadzają się współpracować w zakresie działań kosmicznych, ze szczególnym uwzględnieniem poszukiwania i wykorzystania zasobów kosmicznyc ³. Na Ukrainie Biuro Projektowe Yuzhnoye sugeruje rozpoczęcie budowy bazy na Księżycu⁴. Wszystkie te inicjatywy wykazują silny zamiar zajmowania niszy w tej działalności. W tym raporcie chcę podkreślić pierwszy etap każdej działalności związanej z wydobywaniem zasobów – eksplorację, która w górnictwie kosmicznym może być nazywana teledetekcją. Główny przedsiębiorca zajmujący się eksploracją kosmosu, Deep Space Industries, pokazuje to poprzez opracowanie teledetekcji mikrosatelitarnej „Jastrzębie Oko360”⁵.

W aspekcie technicznym teledetekcja nie zmieni się znacząco. Mechanizm analizy fal elektromagnetycznych emitowanych, odbijanych lub rozpraszanych przez badane obiekty prawdopodobnie pozostanie, ale reżim prawny teledetekcji radykalnie zmieni się przede wszystkim zgodnie z brakiem pojęcia państwa teledetekcji. Można to wyjaśnić: 1) artykułem 2 Układu o przestrzeni kosmicznej, który głosił, że przestrzeń kosmiczna, w tym Księżyc i inne ciała niebieskimi, nie podlega zawłaszczeniu przez państwa ani poprzez ogłoszenie suwerenności, ani w drodze użytkowania lub okupacji, ani w jakikolwiek inny sposób⁶; 2) artykuł 51303 US Commercial Space Launch Competitiveness Act z 2015 r., zgodnie z którym wszelkie zasoby asteroid uzyskane w przestrzeni kosmicznej są własnością podmiotu, który uzyskał takie zasoby, które będą uprawnione do wszystkich praw własności do nich, zgodnie z obowiązującymi przepisami Prawo federalne i obowiązujące zobowiązania międzynarodowe⁷; 3) artykuł 1 luksemburskiej ustawy o eksploracji i wykorzystaniu zasobów kosmicznych z 2017 r., w której stwierdzono, że zasoby kosmiczne mogą być własnością prywatne firmy⁸

Zgodnie z tym powstaje wiele pytań prawnych, a mianowicie:

Czy postanowienia zasad odnoszących się do teledetekcji Ziemi z kosmosu z 1986 r. (Rezolucja Zgromadzenia Ogólnego ONZ 41/65 odnośnie zasad odnoszących się do prowadzenia zdalnego badania Ziemi z kosmosu z 3 grudnia 1986 r)⁹ zostaną rozszerzone na teledetekcję wszystkich ciał niebieskich?
W jaki sposób będą przechowywane tajne informacje handlowe na temat złóż minerałów i jakie będą stosunki prawne między państwo badanie i państwo badające?
Czy będą przepisy ekologiczne w nowych ramach prawnych dotyczących teledetekcji?

Odpowiedź na pierwsze pytanie wiązała się nie tylko z zastąpieniem pojęcia zmysłu państwa badanie lub państwa badające w badanie lub badające prywatne podmioty, ale także z konsekwencjami tego zastąpienia. Tak więc nawet teledetekcja będzie przeprowadzana przez prywatne firmy, zgodnie z artykułem 8 Traktatu o kosmosie, tylko państwa sprawują jurysdykcję i kontrolę nad obiektami teledetekcji. Inny przypadek powstaje w związku ze badanie państwom , ponieważ nie może to być żaden badanie obszar narodowy pod ciałami niebieskimi innymi niż Ziemia, zgodnie z artykułem 2 Traktatu o kosmosie. Tylko suwerenność nad obiektami kosmicznymi na ciałach niebieskich będzie możliwa do zapewnienia. Tak więc nowe warunki teledetekcji ciał niebieskich innych niż Ziemia pozwalają na zastosowanie tylko tych przepisów zasad teledetekcji, które potwierdzają postanowienia Traktatu o kosmosie, a mianowicie zasady 1-3, 5-9, 14-15, dotyczące stosowania prawo międzynarodowe do działalności teledetekcyjnej, która jest świadczona bezpłatnie zarówno w interesie całej ludzkości, jak i na podstawie współpracy itp.gą zostać przywłaszczone.

Drugie pytanie dotyczy stosunków prawnych między badanie lub badające prywatne podmioty. Zasady teledetekcji stwierdzają, że teledetekcja jest przekazywana odczuwanemu stanowi na niedyskryminujących i rozsądnych warunkach. W świetle górnictwa kosmicznego, które jest rozwiązaniem dla wydobycia w obszarze wyczuwalnym. Tak więc po raz pierwszy wyczuwani aktorzy nie istnieją, ale wkrótce, podczas dwóch aktorów, mogą się one zbiegać. Sytuacja, według której różne motywy mogą generować pytanie o stosunek prawny między aktorami. Ale artykuł 2 Traktatu o przestrzeni kosmicznej dotyczący reżimu prawnego nieprzyznawania ciał niebieskich pomaga stosować zasadę swobodnego dostępu do wszystkich obszarów ciał niebieskich. Tak więc, wszelkie tajemnice handlowe dotyczące złóż kopalin, przynajmniej teraz, nie mogą być zapewnione przez obecny traktat międzynarodowy. Inne pytanie związane z niedyskryminującymi i rozsądnymi warunkami zapewnienia teledetekcji informacji o zasobach kosmicznych na terenie górnictwa kosmicznego jednego z aktorów kosmicznych, to właśnie ta informacja będzie mu potrzebna. Koncepcja rozsądnych terminów jest ogólnie akceptowana jako odnosząca się do mechanizmu „kosztu złożenia wniosku”, dosłownie oznacza, że konsument zapłaci tylko to, co kosztuje organizację, aby udostępnić żądany przedmiot, co obejmuje na przykład koszty dla medium, opłaty pocztowej i opakowania itp[1]. Koncepcja ta działa z teledetekcją na Ziemi, ponieważ ta ostatnia obejmuje duży obszar o różnych jurysdykcjach, a ta działalność wykonywana jest niedaleko Ziemi i dlatego nie jest zbyt droga. Z drugiej strony teledetekcja ciał niebieskich jest wyłącznie działalnością dla ograniczonej liczby aktorów, więc przynajmniej po raz pierwszy rozsądne terminy będą bardzo kosztowne. Tak więc takie kryterium nie działa w takich warunkach.

Trzecie pytanie dotyczy rozpowszechniania zasad 10 i 11 zasad teledetekcji, które odzwierciedlają odpowiedzialność wykrywania stanów w celu dzielenia się informacjami, które są w stanie zapobiec wszelkim zjawiskom szkodliwym dla środowiska Ziemi i które mogą być przydatne dla państw dotkniętych klęski żywiołowe lub zagrożone klęskami żywiołowymi. To pytanie jest interesujące również zgodnie z artykułem 9 Traktatu o kosmosie, który ustala odpowiedzialność wszystkich państw za unikanie, po pierwsze, szkodliwego zanieczyszczenia przestrzeni i ciał niebieskich, po drugie, niekorzystnych zmian w środowisku Ziemi spowodowanych dostawą substancji pozaziemskich. Drugi nie robi wiele z wydobywaniem zasobów kosmicznych, ale pierwszy może stać się podstawą do przeformułowania zasad 10 i 11 zasad teledetekcji zgodnie ze specjalnymi warunkami górnictwa kosmicznego. Ponadto, zgodnie z artykułem 5 Traktatu o kosmosie, państwa są zobowiązane do informowania o zjawiskach, które znajdują w przestrzeni kosmicznej, w tym na Księżycu i innych ciałach niebieskich, co może stanowić zagrożenie dla życia lub zdrowia astronautów. Można zatem wyciągnąć wniosek, że wszyscy badające prywatne podmioty muszą dzielić się informacjami na temat teledetekcji publicznie w sposób bezpłatny, gdy przyjdzie przynajmniej jeden z warunków. Pierwszym jest zanieczyszczenie ciał niebieskich, a po drugie zapobieganie zagrożeniom dla życia lub zdrowia astronautów. Moim zdaniem warunki te powinny zostać rozszerzone.

Zatem teledetekcja jest ważnym środkiem dla przyszłości górnictwa kosmicznego. Ukraina i Polska dokładają wszelkich starań, aby stać się ważnymi aktorami górnictwa kosmicznego. Jednak ramy prawne tej działalności są bardzo słabe i istnieje niewielka możliwość zastosowania zasad teledetekcji oraz krajowych i międzynarodowych aktów prawnych przyjętych w celu jej wdrożenia. Tak więc światowa społeczność naukowa ma za zadanie opracowanie międzynarodowego dokumentu, który regulowałby aktywność teledetekcji ciał niebieskich innych niż Ziemia.

ABSTRAKT (ENG)

REMOTE SENSING AS A MEAN FOR FUTURE OF SPACE MINING: LEGAL ASPECTS

Space mining is the most inspiring activity, which is no more the subject of science fiction. This activity will change current space order according to creation wide and different space infrastructure. Ukrainian and Polish space actors understand these tendencies and they are actively involves in this process. For example, Polish companies from the space sector on 24.03.2017 signed consortium agreement EX-PL, which aim is development of number of technologies and solutions in order to perform series of projects which are referred to as projects within space mining area¹¹. Also on 18.10.2018 Luxembourg and the Republic of Poland agree to cooperate on space activities with particular focus on the exploration and utilization of space resources¹². In Ukraine Yuzhnoye Design Office suggest starting construction of a base on the Moon¹³. All these initiatives show strong intention on occupying niche in this activity. In this report I want toemphasize the first stage of any resource mining activity – exploration, which in space mining may be called as remote sensing. The main space mining actor, Deep Space Industries, show this by the mean of development of remote sensing microsatellite network “Hawk Eye 360”¹⁴.

In the technical aspect, remote sensing unlikely will change significantly. Mechanism of analysis of electromagnetic waves emitted, reflected or scattered by probed objects will probably remain, but legalregime of remote sensing will radically change first of all according to lack of the concept of sensed state. It can be explained by: 1) article 2 of Outer Space Treaty, which proclaimed that outer space, including Moon and other celestial bodies is not subject to national appropriation by claims of sovereignty, by means of use or occupation or by any other means¹⁵; 2) article 51303 of U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act of 2015, according to which any asteroid resources obtained in outer space are the property of the entity that obtained such resources, which shall be entitled to all property rights thereto, consistent with applicable provisions of Federal law and existing international obligation¹⁶; 3) article 1 of Luxembourg Law on the exploration and use of space resources of 2017, which stated that space resources are capable of being appropriated¹⁷.

According to this a lot of legal questions arise, namely:

Will provisions of Principles Relating to Remote Sensing of the Earth from Outer Space, 1986 (Remote Sensing Principles)¹⁸ be extended to remote sensing of all celestial bodies?
How will be kept commercial secret information about mineral deposits and which will be legal relationships between sensed and sensing actors?
Will be ecological provisions in new remote sensing legal framework?

Response to the first question connected not only with replacement the concept of sensed or sensing state into sensed or sensing private actors, but also with consequences of this replacement. Thus, even remote sensing will be made by private companies, according to article 8 of Outer Space Treaty, only states exercises a jurisdiction and control over the remote sensing objects. Other case arises with sensing state because it cannot be any sensing national’s territories under the celestial bodies other than Earth, according to article 2 of Outer Space Treaty. Only sovereignty over space objects on the celestial bodies will be possible to provide. So, new conditions of remote sensing of celestial bodies other than Earth permit to apply only those provisions of Remote Sensing Principles, which confirm the provisions of Outer Space Treaty, namely principles 1-3, 5-9, 14-15, about application of international law to the remote sensing activity, which is provided free both for the benefit and in the interests of all mankindand on the basis of cooperation etc.

Second question concerned with legal relationships between sensed and sensing actors. Remote Sensing Principles stated that remote sensing data is granted to sensed state on non-discriminatory and reasonable terms. In the light of space mining, sensing is the first stage, which helps to make a solution about mining in sensed area. So, in the first time sensed actors do not exist, but soon, during extraction of space resource, these two actors can coincide. The situation, according to which two different actors will make sensing and mining of resources of celestial bodies, may generate the question about legal relationships between such actors. But, article 2 of Outer Space Treaty about legal regime of non-appropriation of celestial bodies helps to apply the principle of free access to all areas of celestial bodies. So, any commercial secret information about mineral deposits, at least now, cannot be provided by the current international treaty. Other question connected with non-discriminatory and reasonable terms of providing remote sensing information about space resources within the territory of space mining of one of space actors, if is this information will be necessary for him. The concept of reasonable terms is generally accepted as referring to the “cost of filing a user request” mechanism, literally means that the consumer will only pay what it costs the organization to make the requested item available, which includes for instance the costs for the medium, the postage and the packagingetc.[1] This concept works with the Earth remote sensing because the last one covers the large area with different jurisdictions and this activity executed not far from Earth and, so, it is not very expensive. In the other hand, remote sensing of celestial bodies is exclusively activity for the limited number of actors, so at least the first time reasonable terms will be very expensive. Thus, such criterion does not work in such conditions.

The third question is about dissemination of principles 10 and 11 of Remote Sensing Principles, which reflect the responsibility of sensing state to share the information that is able to prevent any phenomenon harmful to the Earth’s environment and that is able to be useful to States affected by natural disasters or endangered by impending natural disasters. This question is interesting also according to article 9 of Outer Space Treaty that fixes the responsibility of all states to avoid, firstly, harmful pollution of space and celestial bodies, secondly, adverse changes in the Earth’s environment due to the delivery of extraterrestrial substances. The second one does not much with the space resource mining, but the first one can became the basis for reformulation the principles 10 and 11 of Remote Sensing Principles according to special conditions of space mining. Also, according to article 5 of Outer Space Treaty, states are obliged to inform about the phenomena they have find in outer space, including the Moon and other celestial bodies, which could pose a danger to the life or health of astronauts. So, conclusion can be made that all sensing actors must share the remote sensing information publicly on the free of charge basis when at least one of conditions comes. First is pollution of celestial bodies and second is prevention of danger to the life or health of astronauts. In my opinion, these conditions should be expanded.

So, remote sensing is important mean for future of space mining. Ukraine and Poland makes sure steps to become important actors of space mining. But, legal framework of this activity is very poor and there is small opportunity to apply Remote Sensing Principles and the national and international acts passed for its implementation. So, the world’s scientific community is tasked with developing an international document that would regulate activity ofremote sensing of celestial bodies other than Earth.

Marcin Kot - TRIBOLOGICZNE ADAPTACYJNE POWŁOKI NANOKOMPOZYTOWE a-C/MoS2 DO ZASTOSOWAŃ W PRÓŻNI

JEDNOSTKA

Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

ABSTRAKT (PL)

W prezentacji przedstawiona zostanie idea tworzenia powłok nanokompozytowych a-C/MoS2 charakteryzujących się dobrymi właściwościami tribologicznymi w różnych warunkach tarcia, w tym także w próżni. Zestawiono różne mechanizmy adaptacji takich powłok, w zależności od stosowanych warunków pracy oraz kierunki ich rozwoju. Przedstawiono także wyniki badań własnych dla powłok pojedynczych a-C i MoS2 i na ich tle wyniki dla powłok nanokompozytowych a-C/MoS2, w których spodziewano się mechanizmu adaptacji. Powłoki nakładano techniką magnetronowego rozpylania PVD. Przeprowadzono badania mechaniczne i tribologiczne między innymi testy indentacyjne, z których wyznaczono ich nanotwardość i moduł sprężystości. Analizowano także adhezję powłok do podłoży stalowych przy użyciu testu zarysowania. Testy tribologiczne przeprowadzono w temperaturze pokojowej oraz w podwyższonej do 300°C. Uzyskane wyniki wykazały, że w odróżnieniu do powłok a-C i MoS2 powłoki a-C/MoS2 mogą pracować w całym zakresie badanych temperatur. Niezwykle niskie wartości współczynnika tarcia i wskaźnika zużycia tłumaczono na podstawie badań przy użyciu mikroskopii TEM, oraz technik EDS i XRD powierzchni torów tarcia.

ABSTRAKT (ENG)

TRIBOLOGICAL ADAPTIVE NANOCOMPOSITE a-C/MoS2 COATINGS FOR VACUUM APPLICATION

The presentation will present the idea of creating nanocomposite coatings a-C/MoS2 characterized by good tribological properties under different friction conditions, including vacuum. Different mechanisms of adaptation of such coatings were compared, in different exploitation conditions and future directions of their development. The results of own research for single a-C and MoS2 coatings were also presented and compared to a-C/MoS2 nanocomposite coatings, in which an adaptation mechanism was expected. The coatings were deposited by magnetron sputtering PVD. Research program of mechanical and tribological tests were carried out, among others, indentation tests, which allowed to determine their nanohardness and modulus of elasticity. The adhesion of coatings to steel substrates using the scratch test was also analyzed. Weartests were carried out at room temperature and at elevated temperatures up to 300 ° C. Obtained results showed that, unlike to a-C and MoS2 coatings, a-C/MoS2 coatings can work over the entire range of tested temperatures. Extremely low values of coefficient of friction and high wear resistance were explained on the basis of microscopic TEM observations of wear tracks. EDS and XRD techniques were also applied.

J. Kozakiewicz, A. Kułak, J. Kubisz - TOMOGRAFIA PODPOWIERZCHNI MARSA METODĄ ELEKTROMAGNETYCZNĄ W ZAKRESIE ELF

JEDNOSTKA

dr J. Kozakiewicz – Obserwatorium Astronomiczne , Uniwersytet Jagielloński

dr hab. A. Kułak, Inż. J. Kubisz – Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji

ABSTRAKT (PL)

Przedstawiamy nową metodę badania warstw podpowierzchniowych Marsa przy zastosowaniu fal elektromagnetycznych w zakresie ekstremalnie niskich częstotliwości (ELF, ang. Extremely Low Frequency, 3Hz-3kHz) oraz porównujemy jej możliwości z badaniami w zakresie fal sejsmicznych w ramach prowadzonej obecnie przez NASA misji InSight. Jednym z głównych celów naszej pracy jest stworzenie instrumentu zdolnego do wykrycia podpowierzchniowych warstw bogatych w wodę ciekłą, co jest kluczowe dla przyszłych marsjańskich misji załogowych. Fale ELF generowane są przez wyładowania atmosferyczne związane np. z burzami pyłowymi i są bardzo słabo tłumione w środowiskach planetarnych. Fale ELF rozchodzą się we wnęce planetarnej zbudowanej z dwóch warstw. Z jednej strony jest to dolna warstwa jonosfery, z drugiej strony, warstwy podpowierzchniowe o dużej przewodności. Na Marsie, ze względu na brak wody w stanie ciekłym na powierzchni planety, fale te wnikają głęboko pod jej powierzchnię. Ze zbudowanych przez nas modeli teoretycznych propagacji fal ELF w środowisku marsjańskim wynika, iż fale ELF mogą wnikać pod powierzchnię Marsa na głębokość nawet kilkunastu kilometrów. Ze względu na swoją charakterystykę fale te rozchodzą się dookoła planety, w związku z tym wystarczy tylko jedna stacja pomiarowa by zbadać globalne właściwości gruntu Marsa, w tym występowanie wody podpowierzchniowej. W tej chwili testujemy prototyp marsjańskiej stacji ELF w warunkach pustynnych. Sprawdzamy możliwość detekcji źródeł ELF pochodzących od wyładowań związanych z burzami pyłowymi oraz badamy wpływ transportu eolicznego, w tym depozycję pyłów i saltację pisaku, na pracę stacji. Praca wsparta przez grant Narodowego Centrum Nauki 2015/19/B/ST9/01710.

ABSTRAKT (ENG)

MARS SUBSURFACE TOMOGRAPHY USING ELF ELECTROMAGNETIC METHOD

We present a new method of studying Mars subsurface layers using electromagnetic waves in the extremely low frequency range (ELF, 3Hz-3kHz), and we compare its capabilities with seismic research currently conducted by the NASA InSight mission. One of the main goals of our work is to create an instrument capable of detecting subsurface layers rich in liquid water, a crucial issue for future Martian manned missions. ELF waves are generated by atmospheric discharges associated, for example, with dust storms, and are very weakly attenuated in planetary environments. ELF waves propagate in a planetary cavity built of two layers. The upper layer is the lower ionosphere, and high-conductivity subsurface layers create the bottom layer. On Mars, due to lack of liquid water on the planetary surface, ELF waves penetrate deep into the Martian subsurface. We have built theoretical models of ELF propagation in the Martian environment. The models show that ELF waves can penetrate into the Martian subsurface up to several kilometers. Due to their characteristics, ELF waves are propagating around the planet, and as a result, only one ELF station is needed to examine the global properties of the Martian subsurface, including the presence of subsurface liquid water. At the moment, we are testing a portotype of ELF Martian station in desert envirnoments. We are studying the possibility of detection of ELF sources generated by electrical discharges in dust storms, and the impact of aeolian transport, including dust deposition and sand saltation, on the operating characteristic of the station.

Anna Łosiak - POSZUKIWANIA WODY NA MARSIE

JEDNOSTKA

WildFrire Lab, University of Exeter, UK
Instytut Nauk Geologicznych Polska Akademia Nauk, Polska

ABSTRAKT (PL)

Woda jest jednym z najważniejszych zasobów koniecznych do podboju kosmosu przez

człowieka. Woda potrzebna jest nam nie tylko do przeżycia i produkcji żywności (co będzie niezbędne, ponieważ pierwsze misje na Marsa będą wymagały przebywania przez około 17 miesięcy na powierzchni Czerwonej Planety [2[), ale także może być ona użyta do produkcji paliwa rakietowego (po rozdzieleniu na wodór i tlen). Mars jest obecnie suchszy niż najbardziej sucha ziemska pustynia, ale jest tam wystarczająco wody, żeby umożliwić długoterminowe odwiedziny tej planet przez ludzi. Musimy tylko wiedzieć, gdzie jej szukać i jak wydobyć te zasoby w najbardziej wydajny sposób: potrzebujemy geologii planetarnej. Lód wodny na Marsie może być badany na wiele różnych sposobów. Można zmapować średnią zawartość w powierzchniowej warstwie gruntu z satelity używając spektrometru promieniowania gamma [3], ale ta metoda ma bardzo małą rozdzielczość i pozwala jedynie w ogólny sposób oszacować zawartość lodu do głębokości 1 m. W niektórych przypadkach, jeżeli warstwa lodu jest szczególnie gruba i czysta można ją wykryć radarem z satelity [4]. Nasza grupa badawcza zmapowała zawartość lodu podpowierzchniowego do głębokości kilkuset metrów używając do tego technikę mapowania geomorfologicznego [5]. Jedynie połączenie informacji z tych różnych źródeł wiedzy umożliwia właściwe oszacowanie ilości i rozmieszczenia wody na Marsie.

ABSTRAKT (ENG)

Water is one of the most important resources required for manned planetary exploration [1]. It will be used not only to directly support human life and enable food production in space during the long term missions (likely to involve astronauts spending up to 17 months on the surface of the Red Planet [2]), but also can be used to produce rocket fuel. Mars is currently drier than the most extreme terrestrial desert, but still, there is more than enough water to support human exploration and permanent bases on the surface of the Red Planet. We just need to know where too look and how to get to those resources in the most efficient way: we need planetary geology. Water ice can be traced from orbit using gamma ray spectrometer to map epithermal neutrons [3], but this has a quite crude resolution and provides data only from very shallow depths (<1 m). In some cases layers of underground water ice can be detected using a radar [4]. Our group was studying water ice distribution and stability up to hundreds of meters in depth based on geomorphologic mapping [5]. Only combining information from all those sources can give us a full understanding of the distribution of water ice over the surface of Mars.

Andrzej Manecki, Maciej Manecki - ZARYS PERSPEKTYW SUROWCOWYCH NA OBIEKTACH POZAZIEMSKICH UKŁADU SŁONECZNEGO

JEDNOSTKA

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH

ABSTRAKT (PL)

Pomimo rosnącego recyklingu, wiele surowców mineralnych na Ziemi jest zagrożonych wyczerpaniem. To stymuluje poszukiwania złóż poza naszą planetą. Uważa się, że jest to jedna z alternatyw poszerzających potencjał naszego postępu technologicznego. Istnieje nadzieja na znalezienie i wydobycie źródeł energii (np. Helu 3) i minerałów lub pierwiastków (potasu, pierwiastków ziem rzadkich, żelaza, niklu, minerałów z grupy platynowców itp.) m.in. na Księżycu, na Marsie i na asteroidach. Ziemia jest jednak wciąż zdecydowanie najlepszym obiektem w Układzie Słonecznym do poszukiwania i wydobycia surowców. Procesy geologiczne, w wyniku których powstają koncentracje pierwiastków w postaci koncentracji złożowych, były aktywne na Ziemi przez ponad 4,5 miliarda lat. Natomiast inne obiekty Układu Słonecznego są w większości przypadków nieaktywne geologicznie już od dawna. Kilka ważnych procesów geologicznych prowadzących do powstawania złóż rud i innych surowców mineralnych, (takich jak tektonika płyt, osadzanie się w oceanach, aktywność biosfery itd.) nigdy nie było aktywnych na innych obiektach Układu Słonecznego. Dlatego też, biorąc pod uwagę obecny stan wiedzy, istnieje niewielkie prawdopodobieństwo, że geologiczne poszukiwania i wydobycie w Układzie Słonecznym uratują nasz głód zasobów. Ogólnie rzecz biorąc, na obiektach Układu Słonecznego jest mnóstwo interesujących pierwiastków i surowców, ale w większości przypadków są one rozproszone, a nie skoncentrowane. Rozwój zautomatyzowanej technologii wydobywczej z wykorzystaniem bezzałogowego zrobotyzowanego sprzętu, który już jest wprowadzany do użycia w naszych ziemskich kopalniach będzie jednak niezwykle przydatny do budowy podziemnych struktur wspierających dalsze badania i eksplorację.

ABSTRAKT (ENG)

PERSPECTIVE RAW MATERIALS ON THE OBJECTS IN SOLAR SYSTEM

Despite increasing recycling, several mineral resources on planet Earth are in the process of exhaustion. This stimulates the search for deposits beyond our planet. This is thought to be one of the alternatives expanding potentials of our technological progress. There is a hope for mining of energy resources (e.g. helium 3) and minerals or elements (potassium, rare earth elements, iron, nickel, platinum group minerals, etc.) on the Moon, Mars and asteroids. The Earth, however, is by far the best object in Solar system for finding and mining ofm the raw materials. Geological processes which result in formation of concentrations of the elements in the form of the deposits have been active on Earth for over 4.5 billions of years. In contrast, other objects of Solar system are in most cases geologically inactive for long time already. Several important geological processes leading to the formation of ores and other mineral deposits (like plate tectonics, deposition in the oceans, the activity of biosphere etc.) have never been active on other objects of Solar System. Therefore, based on the current knowledge there is little chance that geological prospection and mining in Solar System will save our hunger for the resources. In general, there is plentiful of interesting elements and resources there but in most cases dispersed, rather than concentrated. The development of automated mining technology with the use of unmanned robotic machinery will be extremely useful, however, to construct the underground structures supporting further exploration.

Paweł Mazurek - SYSTEM ANTROPOTECHNICZNY W ASPEKCIE DIAGNOSTYKI MASZYN I URZĄDZEŃ GÓRNICTWA KOSMICZNEGO

JEDNOSTKA

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

ABSTRAKT (PL)

Górnictwo kosmiczne, podobnie jak górnictwo podziemne, do wydobycia urobku wykorzystuje maszyny i urządzenia, których stan techniczny ma istotny wpływ na bezawaryjną pracę, a przede wszystkim na bezpieczeństwo ludzi korzystających z tych urządzeń. Elementy konstrukcyjne w warunkach kosmicznych, podobnie jak i w warunkach ziemskich, muszą podlegać kontroli. Najbardziej powszechną metodą badań nieniszczących elementów ferromagnetycznych w warunkach ziemskich jest aktywna metoda magnetyczna, w której wykorzystuje się spowodowany niedoskonałością wyciek silnego, formatowanego przez zewnętrzne źródło, pola magnetycznego. Coraz bardziej powszechna staje się również metoda pasywna wykorzystująca zjawisko rozproszenia strumienia magnetycznego na obszarach materiału o odmiennej przenikalności magnetycznej. Metoda ta, w przeciwieństwie do aktywnej, nie wymaga namagnesowania z zewnętrznego źródła pola magnetycznego. Niemniej jednak, w obydwu przypadkach warunkiem koniecznym prowadzenia badań jest istnienie pola magnetycznego. Celem niniejszego artykułu jest prezentacja możliwości implementacji metod magnetycznych w ocenie stanu technicznego elementów ferromagnetycznych w warunkach kosmicznych. Szczególny nacisk położono na aspekt antropotechniczny oraz ograniczenia wynikające ze stosowanych metod badawczych.

ABSTRAKT (ENG)

ANTROPOTECHNIC SYSTEM IN THE ASPECT OF DIAGNOSTICS OF MACHINES AND EQUIPMENT OF SPACE MINING

Space mining, like underground mining, uses excavation machinery and equipment, whose technical condition has a significant impact on failure-free operation, and above all on the safety of people using these devices. Structural elements in space conditions, as well as in terrestrial conditions, should be controlled. The most common method of non-destructive testing of ferromagnetic elements in terrestrial conditions is the active magnetic method, which uses the leakage caused by imperfection of a strong, formatted by an external source, magnetic field. The passive method, which uses the phenomenon of magnetic flux leakage in the areas of material with different magnetic permeability, becomes more and more common. This method, unlike the active one, does not require magnetization from an external magnetic field source. Nevertheless, in both cases, the necessary condition for research is the existence of a magnetic field. The purpose of this article is to present the possibilities of implementation of magnetic methods in the assessment of the technical condition of ferromagnetic elements in space conditions. Particular emphasis was placed on the anthropotechnical aspect and limitations resulting from the applied research methods.

Hubert Milczarek - KRAKSAT I FERROFLUIDOWE KOŁO ZAMACHOWE

JEDNOSTKA

Uniwersytet Jagielloński

ABSTRAKT (PL)

KRAKsat jest satelitą badawczym klasy CubeSat zbudowanym przed studentów AGH i UJ przy współpracy z firmą SatRevolution. Tym co go wyróżnia spośród innych projektów jest koło zamachowe. Do jego wykonania użyliśmy ferrofluidu, który znajdując się w zmiennym polu magnetycznym generowanym przez elektromagnesy wprawiany jest w ruch i dzięki zasadzie zachowania momentu pędu możliwe jest sterowanie kierunkiem orientacji satelity. Nasz układ wykorzystujący ciecz magnetyczną pozwala na obrót satelity wokół jednej osi. Satelita wyleciał w kosmos 17 kwietnia i za kilka miesięcy zostanie wypuszczony w przestrzeń kosmiczną. Wtedy za pomocą odpowiednich komend wysyłanych z Ziemi będziemy mogli przetestować jego układ sterowania oraz dokonać pomiarów m.in. temperatury i pola magnetycznego. Jeżeli projekt się powiedzie, ferrofluidowe koło zamachowe może być znacznie tańszą opcją w porównaniu z tradycyjnymi mechanicznymi kołami ze względu na brak łożyskowania.

ABSTRAKT (ENG)

“KRAKSAT AND FERROFLUID FLYWHEEL”

KRAKsat is U-class spacecraft. It is built by students from AGH University of Science and Technology and Jagiellonian University. Special and untypical thing in our project is flywheel, while it uses ferrofluid for control of orientation. Setting magnetic liquid in rotary motion in magnetic field generated by electromagnet, the fluid is put in motion and thanks to angular momentum conservation the direction and orientation of the satellite can be set. Our flywheel allows rotating around one axis. The KRAKsat traveled on the board of Cygnus spaceship and Antares rocket to International Space Station on 17th of April this year and it will be deployed for few months. Then, we are going to test its control system and take measurements of temperature and magnetic field. If mission succeed ferrofluid flywheels will be cheaper than traditional mechanical flywheels because of no bearing.

Kamil Muzyka - SUROWCE KOSMICZNE ORAZ WARUNKI PRZESTRZENI KOSMICZNEJ – ASPEKTY PRAWNE ICH PRODUKTÓW

JEDNOSTKA

Doktorant INP PAN, Współprowadzący Prawo i Kosmos – Prawo Kosmiczne

ABSTRAKT (PL)

Dyskurs prawny i ekonomiczny związany z prawną zdolnością do poszukiwania, wydobycia, transportu, obrotu lub wykorzystania surowców kosmicznych często jest zdominowany przez interpretacje międzynarodowego prawa kosmicznego. Z tego powodu też powstaje kilka mylnych koncepcji dotyczących celu poszukiwania surowców kosmicznych oraz ich przeznaczenia. Ma to znaczenie tak w pracach legislacyjnych jak i w kontekście globalnej lub poliglobalnej polityki kosmicznej. Nierzadko nawet poważne fora komunikacji podejmujące temat dopuszczenia prawnego wydobycia surowców, tworzenia reżimów prawnych takiej działalności, wykazują się brakiem zrozumienia czym są de facto produkty działalności wydobywczej, przetwórczej, wytwórczej czy budowlanej związanej z surowcami kosmicznymi. W tym referacie, autor pochyli się nad kwestiami związanymi z zastosowanie surowców kosmicznych i konsekwencjach prawnych takich działań, oraz jak szersze spojrzenie na surowce kosmiczne pomoże stworzyć lepsze regulacje prawne, dające zielone światło całym gałęziom przemysłowym w przestrzeni kosmicznej.

ABSTRAKT (ENG)

SPACE RESOURCES AND THE SPACE ENVIRONMENT – THE LEGAL ASPECT OF PRODUCTS DERIVED FROM THEM.

The legal and economical discourse on the survey, extraction, transport, trade and utilization has been largely dominated by the interpretations of international space law. This has led to the rise of misleading concepts concerning the goal of space resource prospecting and their intended usage. These concepts do matter in the context of law and policy making, on the global and poliglobal scale. It isn’t infreaquent that serious platforms for communication undertaking the task of regulating space mining and its regimes show a deep lack of understanding in the fields of extraction of space resources, their processing, manufacturing of derived products or conctruction activities. In this presentation the author will focus on the utilization of space resources and the consequences of such activities, as well as how a broader perspective on space resources can help in creating better legal regulations, greenlighting the whole knew industrial supply chains in outer space.

Michalina Nowaczyk - KWESTIA ODPOWIEDZIALNOŚCI ZA SZKODY WYRZĄDZONE W PRZESTRZENI KOSMICZNEJ

JEDNOSTKA

–

ABSTRAKT (PL)

W obecnych czasach, dzięki rozwojowi nauki i technologii coraz to więcej uwagi poświęca

się sektorowi kosmicznemu. W sferze działalności kosmicznej odniesiono niewątpliwie wiele sukcesów. Jednakże, należy mieć na uwadze, że wprowadzenie obiektów służących działalności kosmicznej nierzadko jest przedsięwzięciem obarczonym ryzykiem a w konsekwencji może wywołać wiele szkód.

W swojej pracy pragnę przedstawić kwestie odpowiedzialności za wyrządzenie szkody kosmicznej i obowiązku jej naprawienia. Posługując się analizą poświęconą regulacjom unijnym i krajowym (np. Konwencja o międzynarodowej odpowiedzialności za szkody wyrządzone przez obiekty kosmiczne) oraz mającymi miejsce na przestrzeni lat zdarzeniami, chciałabym się zastanowić nad pojęciem szkody kosmicznej, odpowiedzialnością za jej spowodowanie, obowiązkiem jej naprawienia. Uwzględniając coraz to intensywniejszy rozwój działalności kosmicznej, pragnę zastanowić się również nad możliwością zawierania ubezpieczeń kosmicznych, omówić problem tzw. ,,kosmicznych śmieci” tj. obiektów, bądź ich części, nad którymi trwale utracono kontrole. Przybliżenie aspektów prawnych, jak i sytuacji Polski w kwestii uregulowań mających za-stosowanie do działalności kosmicznej będą rezultatami moich rozważań.

Coraz to większa liczba krajów decyduje się na prowadzenie intensywnych badań nad działalnością kosmiczną. Przedsięwzięcia te w przypadku braku odpowiednich regulacji mogą wywołać poważne konflikty międzynarodowe. Zapoznanie się z instrumentami prawnymi, dotyczącymi kwestii odpowiedzialności za szkodę wyrządzoną działalnością kosmiczną, stanowi nieodzowny element jej prowadzenia.

ABSTRAKT (ENG)

Nowadays, thanks to the development of science and technology, more and more attention is devoted to the space sector. In the sphere of space activities, many successes have been undoubtedly achieved. However, it should be borne in mind that the introduction of objects for space activities is often a risky venture and, consequently, can cause a lot of damage.

In my work, I would like to present the issues of responsibility for causing co-smic damage and the obligation to repair it. Using the analysis devoted to EU and national regulations (eg Convention on international liability for damage caused by space objects) and events taking place over the years, I would like to think about the concept of cosmic damage, the responsibility for causing it, the obli-gation to repair it. Taking into account the increasingly intensive deve-lopment of space activities, I would like to consider the possibility of concluding space insurance, discuss the problem of so-called ‘space debris’, i.e. objects, or parts thereof, over which control has been permanently lost.

The approximation of legal aspects as well as Poland’s situation regarding the regulations applicable to space activities will be the results of my de-liberations.

More and more countries are deciding to carry out intensive research on space activities. These projects, if not properly regulated, may cause serious in-ternational conflicts. Becoming acquainted with legal instruments concerning liability for damage caused by space activities is an indispensable element of its conduct.

Michał Pietkiewicz - GÓRNIK JAKO WYSŁANNIK LUDZKOŚCI

JEDNOSTKA

Uniwersytet Warmińsko – Mazurski w Olsztynie

ABSTRAKT (PL)

Celem wystąpienia jest próba rozważenia aktualności m.in. art. II oraz V Układu o zasadach działalności państw w zakresie badań i użytkowania przestrzeni kosmicznej łącznie z księżycem i innymi ciałami niebieskimi (dalej: OST). Obowiązuje on od 50. lat. Uchwalono go w odmiennej sytuacji geopolitycznej – podczas jawnego konfliktu pomiędzy dwoma państwami – USA i ZSRR. Czasy współczesne pokazują, iż załogowe loty kosmiczne – w tym turystyka kosmiczna – czy też aktywność sektora prywatnego w działalności kosmicznej, jest czymś co w roku 1967 mogło stanowić wyłącznie scenariusz filmu science – fiction. Tym samym niezbędne jest rozważenie, czy postanowienia OST pozostają aktualne, czy też wymagają rewizji. Art. II OST wskazuje na podstawową zasadę niezawłaszczalności przestrzeni kosmicznej i ciał niebieskich, podczas gdy prawo wewnętrzne niektórych Państw a contario wskazuje, iż zasoby kosmiczne są możliwe do zawłaszczenia. Jeżeli zatem ostatecznie rozwiązany zostanie spór dotyczący legalności działalności państw w zakresie wydobywania surowców z ciał niebieskich, w dalszej kolejności należy rozważyć jaki status będzie posiadała osoba odpowiedzialna za wydobycie w/w surowców. Jeżeli takiej osobie zostanie przyznany status kosmonauty – winien on być traktowany (zgodnie z treścią art. V OST) jako wysłannik ludzkości. Tym samym kolejnym celem wystąpienia będzie próba zdefiniowania „wysłannika ludzkości”.

ABSTRAKT (ENG)

MINER AS AN ENVOY OF MANKIND

The aim of the study is to consider whether i.a. art. II and V of the Outer Space Treaty are up to date. It is in force for over 50 years. It was signed in a different geopolitical situation – during a conflict between two countries – USA and USSR. Present times show that manned space flights – including space tourism – or activities in space of private sector is something, that in 1967 could only be a science fiction movie scenario. Therefore, it is necessary to consider whether the OST provisions remain actual or they need to be amended. Article II of the OST points out the non-appropriation rule of Outer space, including the moon and other celestial bodies, while the domestic law of some states indicates that space resources are possible to be appropriated. When the dispute over the legality of space mining will be finally resolved, then the status of the person responsible for space mining should be considered. If such a person would be granted the status of a cosmonaut – he / she should be treated (as per article V OST) as the envoy of mankind. Therefore, the next goal of the study will be to define the “envoy of mankind”.

Mikołaj Pluciński - SPACE NATION – LUKSEMBURSKIE PLANY NA PODBÓJ KOSMOSU

JEDNOSTKA

H. E. Consul Honorary of the Grand Duchy of Luxembourg, Consulat a Katowice ,

ABSTRAKT (PL)

Luksemburg ma poważne doświadczenia związane z osiągnięciami kosmicznymi.

Eksploracja kosmosu mogłaby otworzyć bogactwo nowych zasobów i możliwości rozwoju gospodarki ponad to, co mamy dzisiaj na Ziemi, i pozwolić ludziom stać się gatunkiem międzyplanetarnym. Młodzi Polacy oraz międzynarodowi inżynierowie mają szansę znaleźć swoją profesjonalną i osobistą drogę do Luksemburga oraz jego przemysłu kosmicznego . Dzięki stosunkowo wysokim pensjom i doskonałemu, dynamicznemu środowisku Luksemburg może być bardzo atrakcyjnym miejscem dla młodych inżynierów w poszukiwaniu przyszłościowych miejsc pracy Aby zapewnić ciągły wzrost gospodarczy, niezwykle ważne jest zróżnicowanie działalności gospodarczej kraju. Na początku lat osiemdziesiątych Luksemburg postanowił postawić na potencjał branży satelitarnej. Luksemburg stał się siedzibą znaczącego przemysłu kosmicznego, który generuje miejsca pracy i wspiera szerszą gospodarkę. Po utworzeniu inicjatyw prawnych, badawczych i finansowych na rzecz tworzenia przedsiębiorstw z branż technologii kosmicznych (satelitarnych, telekomunikacyjnych i obserwujących ziemię) Wielkie Księstwo Luksemburga dąży do tego, by stać na czele kolejnego etapu rozwoju. W ramach inicjatywy SpaceResources.lu rozpoczętej w lutym 2016 r utworzono ogólne ramy kraju, w tym między innymi reżim prawny, wspierające wszelkie przedsiębiorstwa kosmiczne, a także wzmacniające globalne bezpieczeństwo i stymulujące powstające sektory, takie jak robotyka i sztuczna inteligencja.

ABSTRAKT (ENG)

SPACE NATION – LUXEMBOURG’S PLANS FOR THE CONQUEST OF OUTER SPACE

Luxembourg has serious space achievements experience to share. Space mining could open up a wealth of new resources and opportunity to build economies beyond what we have on Earth today, and allow humans to become an interplanetary species. Young Polish or international engineers – might find their professional and personal way to Luxembourg and its space industry or its numerous connected activities. With its comparatively high salaries and excellent, dynamic environment, Luxembourg can be a very attractive place for young engineers in search of future-oriented jobs In order to ensure continued economic success, it is absolutely vital to diversify country’s economic activities. At the beginning of the 1980s, Luxembourg decided to take a gamble on the potential of the satellite industry. Luxembourg became home to a significant space industry that generates jobs and supports the broader economy. Having created legal, research and financial initiatives for the establishment of satellite, telecommunications and earth observation businesses in the Grand Duchy, Luxembourg aims to be at the forefront of the next stage of development. Within the SpaceResources.lu initiative launched in February 2016, the country’s overall framework, including but not limited to the legal regime, supports any space companies as well as bolstering global security and stimulating emerging sectors such as robotics and artificial intelligence.

Tadeusz A. Przylibski, Katarzyna Łuszczek, Konrad Blutstein -

JEDNOSTKA:

Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Zakład Geologii i Wód Mineralnych; Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27; 50-370 WROCŁAW

ABSTRAKT:

Referat przedstawia najważniejsze wyniki z przeprowadzonych badań dotyczących pierwszych procesów przeróbczych jakim jest oddzielenie minerałów rudnych od skały płonnej w pozaziemskich złożach metali. Za minerały rudne w pierwszej kolejności uznane zostały ziarna stopu FeNi(Co) zawierające także domieszki Cu. Nieco mniejsze znaczenie mają natomiast platynowce, czy inne metale szlachetne obecne w zarodkach trudnotopliwych w obrębie CAIs i AOAs. Dobranie optymalnej metody oddzielenia pożądanych ziaren minerałów rudnych od skały płonnej to pierwszy i zarazem najważniejszy z procesów przeróbczych determinujący dalsze etapy przeróbki prowadzące do uzyskania czystych metali. Oddzielenie ziaren metalicznych od krzemianów wydawać się może zadaniem trywialnym. Gdyby była to zestalona mieszanina krzemianów i ziaren metalicznych proces ten z pewnością byłby mało skomplikowany. Jednak skały macierzyste chondrytów, budujące złoża metali na małych ciałach Układu Słonecznego – planetoidach (asteroidach) zawierają w swojej strukturze także liczne przerosty ziaren FeNi z innymi minerałami, w szczególności z krzemianami. Ich oddzielenie nie jest trywialne, a źle rozdzielony materiał znacznie trudniej poddaje się dalszym procesom przeróbczym.Niezwykle istotne jest również to,aby materiał został rozdrobniony do odpowiedniej frakcji(nie został np. przemielony). Proces właściwego rozdrobnienia jest kluczowy dla dalszych etapów wzbogacenia rudy i odzyskania metali. Autorzy zbierają pierwsze doświadczenia w tym zakresie wykorzystując do badań możliwie mało zmienione ziemskimi procesami wietrzenia chondryty zwyczajne należące do różnych klas chemicznych, charakteryzujących się różną zawartością ziaren FeNi. W prowadzonych badaniach nie są jeszcze uwzględniane (symulowane) warunki charakterystyczne dla małych ciał Układu Słonecznego, tj. przede wszystkim znikoma wartość siły ciążenia oraz brak atmosfery.

Przemysław Pustułka - PROJEKT RACER JAKO POLIGON DOŚWIADCZALNY DLA PRZYSZŁYCH MISJI KSIĘŻYCOWYCH

JEDNOSTKA

PIAP Space sp. z o.o.

ABSTRAKT (PL)

Projekt Rover Speed Characterisation for Lunar Exploration (RaCER) realizowany dla Europejskiej Agencji Kosmicznej jest częścią przygotowań do przyszłych misji księżycowych Human Enabled Robotic Architecture and Capability for Lunar Exploration and Science (HERACLES). Celem misji HERACLES jest poszerzenie wiedzy na temat Księżyca poprzez pobranie i przetransportowanie próbek księżycowych na Ziemię, przygotowanie technologii w kierunku misji związanych z eksploracją Marsa oraz przygotowanie podstaw pod przyszłą eksplorację Księżyca przez ludzi. Dodatkowym celem jest modernizacja technologii w kierunku ekspansji gospodarczej związanej z eksploracją Księżyca. Misje HERACLES są planowane na lata 20 XXI wieku. Projekt RaCER realizowany przez Zespół z PIAP Space, Instytut PIAP, TRSYS jest bezpośrednio związany z mobilnymi aspektami misji HERACLES realizowanymi przez łazik księżycowy, począwszy od długich trawersów, eksplorację, aż po manipulację ramieniem robotycznym. W ramach projektu RaCER zostały przeprowadzone dwie Kampanie Testowe, których celem było określenie maksymalnej bezpiecznej prędkości łazika do eksploracji Księżyca, przeprowadzenie testów z wykorzystaniem ramienia robotycznego łazika oraz przetestowanie różnych strategii sterowania łazikiem w środowisku księżycowym (bezpośrednia teleoperacja oraz półautonomia). Testy odbywały się na terenie kopalni bazaltu, którego powierzchnia została przekształcona w obszar symulujący środowisko księżycowe pod kątem topografii oraz geologii. Testy były przeprowadzone uwzględniając: różne opóźnienie w przesyle informacji: 0,5 sek. w przypadku sterowania z orbity księżycowej oraz 5 sek. w przypadku sterowania z Ziemi, różne pasmo przenoszenia danych (2,5Mbit/s, 10Mbit/s) oraz różny poziom trudności terenu. Testy były realizowane przez dwóch operatorów z uwzględnieniem dwóch strategii sterowania tj. bezpośrednia teleoperacja oraz półautonomia. Jako łazik został wykorzystany największy robot mobilny Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP IBIS®. Wyniki testów są obecnie poddawane analizie. Wstępne wyniki wskazują, że średnia maksymalna prędkość trawersu w zależności od terenu w przypadku teleoperacji wynosi pomiędzy 0,08 m/s a 0,31 m/s przy 5 sekundowym opóźnieniu komunikacji oraz pomiędzy 0,38 m/s a 0,76 m/s przy 0,5 sekundowym opóźnieniu komunikacji. Wyniki drugiej Kampanii pokrywają się z wynikami pierwszej Kampanii Testowej, w której maksymalna prędkość łazika wyniosła 0,25 m/s dla 5 sekundowego opóźnienia komunikacji oraz 0,53 m/s dla 0,5 sekundowego opóźnienia komunikacji. Wstępne wyniki średniej maksymalnej prędkości uzyskane podczas drugiej Kampanii Testowej wskazują na wyższość bezpośredniej teleoperacji nad półautonomicznym sposobem sterowania w przypadku trawersów. W przypadku manipulacji ramieniem robotycznym bardziej efektowny jest półautonomiczny sposób sterowania. Wstępne wyniki Kampanii Testowej wykazują, że połączenie dwóch wyżej wymienionych strategii sterowania robotem jest optymalne w przypadku długich, złożonych operacji w bardzo trudnym oraz trudnym terenie z wieloma przeszkodami do ominięcia. Badania przeprowadzone w ramach projektu RaCER pozwolą na oszacowanie wiarygodnych ram czasowych dla eksploracji Księżyca z wykorzystaniem łazika w różnych typach terenu na potrzeby przyszłych misji HERACLES, a także dadzą podstawy dla przyszłych misji górniczych min. pod kątem współpracy człowieka z robotem, obserwacji terenu oraz manipulacji ramieniem robotycznym.

ABSTRAKT (ENG)

RaCER project as Reliable Training Ground for HERACLES Missions RaCER project realized on the aim of the European Space Agency is a part of preparation of future lunar missions within Human Enabled Robotic Architecture and Capability for Lunar Exploration and Science (HERACLES) concept. All HERACLES missions will be based on the human-robotic partnership and their key concept is a utilization of the Surface Mobility Element – a teleoperated lunar rover controlled by astronauts from the Lunar Orbiting Platform or Ground Control. The Main Goals of the HERACLES mission campaign are: to prepare human exploration of the Moon and upgrade technologies towards its economic expansion, to gain knowledge in science and exploration, to upgrade technologies towards Mars Sample Return missions. HERACLES is a multi -stage, sample return mission to the Moon, planned for the mid – 2020s. The Rover Speed Characterisation for Lunar Exploration (RaCER) Project is strictly connected with the long-range surface exploration and preparation for sampling tasks. RaCER project consists of two Field Test Campaign. First Camping was performed on April 2018 and Second was performed on April 2019. First Campaign focused on determination of the maximal safe, speed of teleoperated rover with latencies. The Second Campaign purpose was to validate results from the First Campaign, to extend tests by use of the manipulator and to test different control strategies (Teleoperation, Interactive Autonomy and Mixed Strategy). Tests were performed on the Basalt Quarry which was adjusted to simulate the Lunar environment in terms of topography and geology. Tests were carried out taking into account: various communication delay: 0,5 secs in case of control from Lunar Orbit and 5 secs delay in case of control from Ground, various communication bandwidth (2,5Mbit/s, 10Mbit/s). Tests were carried out in terrain with various level of difficulty, by two operator and considering and comparing two strategy of control i.e. direct Teleoperation and Interactive Autonomy. As a rover was used the biggest PIAP’s robot: PIAP IBIS ®. Results of tests are now being evaluated. Preliminary results suggest that in case of teleoperation average maximum speed during traverse depends on the terrain difficulty was between 0,08 m/s and 0,31 m/s in case of 5 secs communication delay and between 0,38 m/s and 0,76 m/s in case of 0,5 secs communication delay. Results are corresponding with the results from first RaCER Campaign whereas maximal speed of teleoperated rover was 0,25m/s for 5 secs communication delay and 0,53m/s for 0,5 secs communication delay. Preliminary results of the Second Test Campaign indicate that direct teleoperation is more effective in case of traverse than Interactive Autonomy but less effective in case of robotic arm manipulation. Results also show that combination of those two strategies of control is an optimal way for steering in hard and very hard terrain with a lot of obstacles. Studies carried out under the RaCER project will help to establish the reliable mission timelines in case of traverse, exploration or manipulation in various terrain to plan the HERACLES missions as well as give the bases of the future mining missions to the Moon in terms of Human Robot Interaction, terrain observation, risk identification and robotic arm with gripper manipulation.

Mikołaj Sabat - GEOLOGICZNE ASPEKTY BUDOWY KOMET I PLANETOID

JEDNOSTKA

Polskie Towarzystwo Miłośników Astronomii

ABSTRAKT (PL)

Komety i planetoidy tworzą najliczniejszą grupę obiektów w Układzie Słonecznym. Potencjalne pozyskiwanie surowców z wnętrza tych ciał wiąże się z koniecznością dokładnego poznania procesów naturalnych, zachodzących na ich powierzchni.

Misje sond kosmicznych do komet i planetoid to dająca najlepsze rezultaty forma badań tych obiektów, jednak ze względu na wciąż wysokie koszta podróży kosmicznych i liczebność interesujących z perspektywy eksploratora obiektów, obecnie wykorzystanie jej na większą skalę wydaje się niemożliwe. Istnieje jednak bardziej przystępny sposób na scharakteryzowanie ich budowy i wstępną selekcję ciał sprzyjających eksploatacji surowców. Obserwacje fotometryczne i astrometria pozwalają na poznanie podstawowych cech fizycznych planetoid, a także monitorowanie wielkoskalowych procesów wzmagających aktywność gazo- i pyłotwórczą komet. W masowym monitoringu aktywności komet znamienną rolę odgrywają miłośnicy astronomii prowadzący obserwacje w sposób zorganizowany – w przypadku Polski w Sekcji Obserwatorów Komet PTMA.

Analiza takich obserwacji pozwala nam na dociekanie przyczyn najbardziej dynamicznych i potencjalnie niebezpiecznych procesów, takich jak wybuchy komet, czy rotacyjne rozpady planetoid. Niektóre z tych zjawisk jesteśmy w stanie także przewidzieć. Nasze obserwacje pozwalają przypuszczać, że płytko pod powierzchnią jądra C/2014 Q2 (Lovejoy) znajdują się duże złoża lodu, a także wysnuć prawdopodobny przebieg rozpadu komety C/2017 E4. Zestawienie wyników badań sondy Rosetta z obserwacjami naziemnymi uzmysławia, jak wielka jest skala zdarzeń podpowierzchniowych stojących za powstaniem tych najbardziej gwałtownych zjawisk.

Masowe i rozciągłe w czasie obserwacje naziemne pozwalają na poznanie nie tylko cech fizycznych małych ciał, ale także natury procesów zachodzących na ich powierzchni. Z pewnością w przyszłości staną się punktem wyjścia przy wyborze obiektów, z których możliwe będzie pozyskiwanie surowców.

ABSTRAKT (ENG)

GEOLOGIC PROCESSES ON COMETS AND ASTEROIDS

Comets and asteroids form the largest group of objects in the Solar System. Potential asteroidal or cometary mining is closely associated with the need to conduct detailed research, unveiling the nature of natural processes occurring on minor planets.

Space probe missions are the most successful researchers of these objects, although due to still high costs of space exploration and the number of objects interesting from the perspective of an explorer, it seems impossible to use it on a large scale. However, there is a more accessible way to characterize their composition and to pre-select bodies ideal for space mining. Photometry and astrometry allow us to learn the basic physical properties of asteroids, as well as to follow large-scale processes enhancing comet activity. Astronomers and astronomy enthusiasts who carry out observations in an organized manner play a significant role in these researches, including Polish observers from PTMA’s Comet Observers Section (SOK PTMA).

In analysis of such observations we try to investigate the nature of the most dynamic and potentially dangerous processes, such as comet outbursts or rotational disintegration of asteroids. Some of these phenomena are also predictable. Our observations allow us to assume that there are large ice deposits just below the surface of C/2014 Q2 (Lovejoy), as well as to explain disintegration of C/2017 E4 in 2017. Comparison of results from ESA’s Rosetta mission with astronomical observations shows the scale of subsurface events causing the most energetic phenomena.

Observations such as these conducted in SOK PTMA, will be our starting point in the future selection of bodies potentially interesting for human space minors.

Karol Seweryn - PACKMOON2 – KONCEPCJA URZĄDZENIA WYDOBYWCZEGO PRZEZNACZONEGO DO PRACY W ŚRODOWISKU O NISKIEJ GRAWITACJI

JEDNOSTKA

Centrum Badań Kosmicznych PAN ul. Bartycka 18a, 00-716 Warszawa

ABSTRAKT (PL)

W referacie zaprezentowano koncepcję urządzenia wydobywczego nazwanego PACKMOON2 bazującego na pierwszej wersji urządzenia dedykowanego pobieraniu próbek regolitu [1]. Oba urządzenia przeznaczone są do pracy w warunkach planetarnych o obniżonej lub zerowej grawitacji. Główna zasada działania urządzeń wykorzystuje dwa kluczowe założenia: (i) wbijanie pół – sferycznych elementów w regolit wykorzystując mechanizm młotkujący oraz (ii) minimalizacja interakcji z lądownikiem poprzez podwojenie systemu (młotek, obudowa, masa wspomagająca) w ten sposób, że każdy z nich działa w tym samym kierunku rotacyjnym, ale o przeciwnym zwrocie. W referacie przedstawiono prototyp urządzenia mechatronicznego PACKMOON, który efektywnie wykorzystuje dostępną moc do pobierania próbek regolitu z relatywnie twardych powierzchni (do około 5-7 MPa), jednocześnie minimalizując interakcje mechaniczne z lądownikiem. Dodatkowo, proces pobierania próbki regolitu nieznacznie wpływa w sensie termicznym i mechanicznym na pobieraną próbkę, co nadaje urządzeniu nowej naukowej jakości. Kwestia to była jednym z kluczowych problemów dla planowanej misji kosmicznej ESA Phobos Sample Return. Drugim elementem referatu jest koncepcja zeskalowanej wersji urządzenia PACKMOON, który umożliwia wydobycie regolitu w skali przemysłowej w kontekście misji ISRU do Księżyca.

ABSTRAKT (ENG)

PACKMOON2 – THE CONCEPT OF REGOLITH EXCAVATION SYSTEM DEDICATED TO LOW GRAVITY PLANETARY BODIES

In this presentation the concept of an excavation device, called PACKMOON2 based on sampling device called PACKMOON [1] dedicated for low gravity space environment, is presented. The principle of operation of the PACKMOON device is based on two key elements: insertion of the spherical jaws (casing) into regolith by rotary hammering actions and minimization of interaction with the lander by taking advantage of doubling mechanical subsystems, which operate in the same angular direction but in opposite sense. As a result a significant improvement of effectiveness in comparison to previous CBK penetrometers were achieved. In the presentation the PACKMOON prototype is presented as a reliable mechatronic system that effectively uses power to sample relatively hard material (up to 5-7 MPa) with minimum interaction with the lander. In addition, both thermal and mechanical interaction with the sample is relatively small, and in that sense the sample is more valuable for further scientific investigations. This issue is a key driver for planned sample return missions such as ESA Phootprint mission to Phobos. In the second part of presentation the concept of PACKMOON scale-up version is shown. The excavation rate was chosen to be in line with ISRU demonstration mission.

Sebastian Szybka - O POCHODZENIU CIĘŻKICH PIERWIASTKÓW WE WSZECHŚWIECIE

JEDNOSTKA

Uniwersytet Jagielloński

ABSTRAKT (PL)

Niedawna detekcja fali grawitacyjnej GW170817 w połączeniu z obserwacjami w widmie elektromagnetycznym pozwoliła rozwiązać problem syntezy pierwiastków cięższych od żelaza. Wydajnym źródłem tych pierwiastków są zderzenia gwiazd neutronowych. Warunki panujące podczas tego typu zderzeń umożliwiają nukleosyntezę w procesie szybkiego wychwytu neutronów.

ABSTRAKT (ENG)

THE ORIGIN OF HEAVY ELEMENTS IN THE UNIVERSE

The recent detection of the gravitational wave GW170817 together with astronomical observations in electromagnetic spectra solved the long standing problem of nucleosyntesis of elements heavier than iron. Mergers of neutron stars turned out to be an efficient source of these elements. These collisions are considered nucleosynthesis sites of the rapid neutron capture process.

Buratowski T., Uhl T., Zwierzyński A., Teper W., Seweryn K.

JEDNOSTKA

Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

ABSTRAKT (PL)

Opracowanie modelu automatycznej wiertnicy rdzeniowej do pracy w ekstremalnych warunkach, w szczególności w środowisku kosmicznym Projekt „Opracowanie modelu automatycznej wiertnicy rdzeniowej do pracy w ekstremalnych warunkach, w szczególności w środowisku kosmicznym”, powstał jako połączenie doświadczeń trzech jednostek: Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, Wydziału Wiertnictwa Nafty i Gazu AGH oraz Katedry Mechatroniki i Robotyki AGH. Celem przedsięwzięcia jest budowa mobilnego systemu do pobierania próbek gruntu z głębokość co najmniej dwóch metrów. Mobilność będzie zapewniał śmigłowiec bezzałogowy o udźwigu 10kg oraz robot mobilny. Warunki kosmicznej stawiają szereg trudnych do spełnienia wymagań na poziomie systemowym jak również poszczególnych podsystemów. W szczególności próżnia i mikrograwitacja implikuje specyficzny sposób projektowania i wykonywania poszczególnych mechanizmów. Natomiast konieczność bezobsługowej pracy wymaga specyficznych analiz systemowych związanych z niniejszym produktem.

ABSTRAKT (ENG)

Development of the ultralight mobile drilling system for operation in extreme conditions, in particular in a space environment. In this project the design of the ultralight mobile drilling system (UMDS) dedicated for planetary environment is presented. The main features of the system are connected with its mobility by integration with a rover, and the special design of support module which take advantage of tubular booms to guide the drilling subsystem. The latter is designed to reduce the path for cuttings and to be applicable for operation in vacuum conditions. At the system level, UMDS was designed to reduce the mass and power consumption in each operational phase. Special care was applied to minimize the cross contamination of the gathered core by volatiles as well as to reduce the influence of heat dissipation during the drilling process.

Jan Wojciechowski - CZYJĄ WŁASNOŚCIĄ SĄ KOPALINY WYDOBYTE W KOSMOSIE? PRAWNE ASPEKTY GÓRNICTWA KOSMICZNEGO.

JEDNOSTKA

KN Utriusque Iuris

ABSTRAKT (PL)

W moim wystąpieniu omówię prawne rozwiązania dotyczące prawa własności kopalin wydobytych w procesie górnictwa kosmicznego, w świetle międzynarodowego prawa kosmicznego. Na początku referatu zwrócę uwagę na podstawowe różnice pomiędzy prawem międzynarodowym oraz prawa krajowego. Jest to o tyle istotne, iż dynamiczne zmiany w prawnym statusie kosmosu, wynikają z zależności pomiędzy prawem krajowym, a prawem międzynarodowym publicznym. Przy omawianiu tego zagadnienia należy zwrócić uwagę na postanowienia Układu Kosmicznego z 1967 roku. Postanowienia tego układu wprowadzają zakaz zawłaszczenia przestrzeni kosmicznej. Oznacza to, że żadne państwo, ani pojedyncza jednostka nie mogą stać się właścicielami, przestrzeni kosmicznej, oraz materiałów z niej przywiezionych. Traktat ten zarazem ustanawia wolność zakładania baz oraz do prowadzenia tam działalności badawczej na księżycu. Omawiana umowa międzynarodowa wskazuje, że przestrzeń kosmiczna jest wolna dla badań i użytkowania przez wszystkie państwa, co jest prawnym uzasadnieniem dla prowadzenia działalności górniczej na księżycu. Dotychczas przywożenie próbek różnego rodzaju skał i minerałów z kosmosu w celach badawczych nie budziło sprzeciwu wśród państw. Na tym tle ostatniego rozwiązania omówię amerykańską ustawę – tzw. SPACE ACT 2015 – przewiduje ona, że każdy materiał, który obywatel USA lub amerykańska firma znajdą na asteroidzie lub księżycu, należy do znalazcy, który może zrobić z tym materiałem, co mu się podoba. Ustawa nadaje odkrywcom i inwestorom prawo do prywatnej eksploatacji zasobów przestrzeni kosmicznej. Już na pierwszy rzut oka widać, iż bardzo trudno jest pogodzić postanowienia tej ustawy z omawianą umową z 1967 roku, która zakazuje przejęcia na własność przedmiotów znalezionych w kosmosie. Co prawda układ ten nadal obowiązuje, jednakże Stany Zjednoczone mają tak silną pozycję na arenie międzynarodowej, iż mogą sobie pozwolić na takie działania. Takie ukształtowanie prawa amerykańskiego wprowadza dynamiczną zmianę w wizję eksploracji kosmosu. Odchodzi ono od koncepcji, w której kosmos, ma służyć dobru całej ludzkości, a zmierza ku nowej koncepcji, która zakłada, iż w przyszłości górnictwo kosmiczne będzie domeną prywatnych korporacji nastawionych na zysk.

ABSTRAKT (ENG)

WHO IS THE OWNER OF MINERALS EXTRACTED IN SPACE? LEGAL ASPECTS OF COSMIC MINING

In my speech, I will discuss legal solutions regarding the ownership of minerals extracted in the space mining process, in context of international cosmic law. At the beginning of the paper I would like to draw attention to the fundamental differences between international law and national law. This is important because dynamic changes in the legal status of the cosmos result from the relationship between national law and public international law. When discussing this issue, I will focus on the legal solutions enforced in Space Agreement from 1967. The provisions of this agreement introduce a ban on the appropriation of outer space. This means that no state or individual can become owner ofspace and materials imported from it. At the same time, this treaty establishes the freedom to establish bases and to conduct research activities on the moon. This international agreement indicates that space is free for research and use by all states, which is the legal justification for mining activities on the moon. Until now, the import of samples of various rocks and minerals from space for research purposes did not raise objections among the states. Then I will discuss the US law – the so-called SPACE ACT 2015 – it predicts that any material that a US citizen or US company finds on an asteroid or the moon belongs to a finder who can do with it as he pleases. The Act gives explorers and investors the right to private exploitation of space resources. At first glance, it can be seen that it is very difficult to reconcile the provisions of this law with the discussed agreement of 1967, which prohibits taking ownership of objects found in space. It is true that this arrangement still applies, however, the United States has such a strong position in the international arena that they can afford such activities. Such shaping of American law introduces a dynamic change in the vision of space exploration. It moves away from the concept in which the exploration of cosmos is to serve the good of all mankind, and is moving towards a new concept in which future cosmic mining will be the domain of huge, private and profit-oriented corporations.

Gordon Wasilewski - SYMULOWANIE WYDOBYCIA WODY W WARUNKACH PERMANENTNIE ZACIENIONYCH REGIONÓW KSIĘŻYCA

JEDNOSTKA

Centrum Badań Kosmicznych PAN, Colorado School of Mines;

ABSTRAKT (PL)

Analizy Cislunar-1000 [1] oraz studium planu zagospodarowania zasobów lodu księżycowego [2] wykazały komercyjne i techniczne podstawy dla wydobycia wody w Permanentnie Zacienionych Regionach Księżyca oraz produkcji paliwa rakietowego LOX/LH2 dla zasilania potrzeb rozwoju gospodarki okołoksiężycowej. Wydobycie wody w warunkach pozaziemskich jest jednak wciąż nierozwiązanym problemem natury technicznej i naukowej [3] i wymaga prac eksperymentalnych i numerycznych, które będą wiernie odzwierciedlać procesy zachodzące podczas wydobycia. Niniejszy referat ukazuje metodykę laboratoryjnego symulowania warunków ekstremalnie niskich temperatur i ciśnień, problematykę symulowania tych warunków w obliczu geologicznej i termodynamicznej zmienności procesu wydobycia wody, problematykę tworzenia wiernych analogów lodowego regolitu księżycowego oraz dobre praktyki w zakresie pracy z próżnią, niskimi temperaturami oraz próbkami analogów pozaziemskich regolitów. Prezentacja ukaże także wstępne rezultaty symulowania procesu wydobycia wody z lodowych regolitów księżycowych oraz ich implikacje dla dalszych badań a także rozwoju nowych technologii wydobywczych.

ABSTRAKT (ENG)

SIMULATION OF WATER EXTRACTION WITHIN PERMANENTLY SHADOWED REGIONS OF THE MOON

Cislunar-1000 needs analysis [1] and collaborative study of Lunar water ice in situ resource utilization plan [2] established commercial and technical foundations for water production within Permanently Shadowed Regions of the Moon and production of LOX/LH2 rocket propellant to meet the demand of Cislunar economy growth. Water extraction in extraterrestrial environment is still however an unresolved problem of both technical and scientific nature [3] and requires experimental and numerical simulations, which would faithfully recreate processes during water extraction. Herein presented are method of laboratory simulation of extremely low temperatures and pressures, problematics of those conditions in view of dynamically changing geologic and thermodynamic parameters of the water extraction process, methods of faithful Lunar regolith sample preparation as well as good practices in work with vacuum, cryogenics, and Lunar simulants. The presentation would also show some of preliminary results of water extraction process simulation and its implications for further research and technology development.

Mateusz Żyła - WŁASNOŚĆ KOPALIN POCHODZENIA KOSMICZNEGO ORAZ EKSPLOATACJA ZŁÓŻ POZAZIEMSKICH W POLSKIM PORZĄDKU PRAWNYM

JEDNOSTKA

EXTENSA Solutions Sp. z o.o.,

ABSTRAKT (PL)

Rosnące zainteresowanie możliwościami komercyjnej eksploracji górniczej najbliższych Ziemi ciał niebieskich niesie za sobą zupełnie nowe (i coraz bardziej pilne) wyzwania dla polskiego i międzynarodowego porządku prawnego. Stosując za punkt wyjścia krótką analizę (a) aktualnego międzynarodowego kontekstu dla krajowych ustawodawstw dotyczących komercyjnych działań wydobywczych przejdziemy do (b) porównawczej analizy już istniejących w tym zakresie regulacji państw trzecich (m.in. USA i Luksemburg) aby odnieść je do wymagań i ograniczeń polskiego prawa, co pozwoli nam sformułować podstawowe wytyczne definicyjne oraz kierunki ewentualnego rozwoju polskiego ustawodawstwa, aby mogło ono stanowić możliwe najbardziej efektywną, nowoczesną platformę wspierającą tego typu innowacyjną działalność gospodarczą (uwagi de lege ferenda). W efekcie otrzymamy: (1) szybki zarys aktualnego porządku prawnego na szczeblu międzynarodowym – wskażemy tu aktualnie najbardziej newralgiczne punkty międzynarodowego porządku traktatowego fundującego space law, (a wynikające jeszcze z samego kontekstu ich powstawania w czasach zimnowojennego wyścigu zbrojeń) wraz z możliwymi scenariuszami rozwojowymi w najbliższym horyzoncie czasowym 10-15 lat oraz – co ważniejsze – (2) określimy ścisły korpus niezbędnych zmian w polskim ustawodawstwie. Stosując za przykład abstrakcyjny case polskiego przedsiębiorstwa podejmującego tego typu działalność w chwili obecnej (eksperyment myślowy) wskażemy niezbędny minimalny zakres takich ewentualnych nowelizacji. Konkluzję referatu stanowić będą klasyczne uwagi de lege ferenda dla polskiego ustawodawcy możliwe do zrealizowania w najbliższym horyzoncie czasowym.

ABSTRAKT (ENG)

PROPERTY OF SPACE MINING OUTPUT AND THE EXPLOITATION OF OUTER-SPACE DEPOSITS IN THE POLISH LEGAL SYSTEM

Starting with a brief analysis of(a) the current international context for national legislation regarding commercial mining operations, we will move to (b) a comparative analysis of already existing regulations in this area (including the USA and Luxembourg) in order to compare them to the requirements and limitations of Polish law, which will allow us to formulate basic guidelines for the definition and directions of possible development of Polish legislation, in order to make it the most effective, modern platform supporting this type of innovative economic activity (conclusions de lege ferenda). As the result, we will get: (1) a quick outline of the current legal order at the international level – we will point out the most crucial points of the international treaties space law order, (in the context of their formation during the Cold War arms race) together with possible scenarios development in the 10-15 years horizon and – more importantly – (2) we will define the backbone of the changes needed in Polish legislation. Using the abstract case of a Polish company undertaking this type of activity at the moment (thought experiment), we will indicate the necessary minimum scope of such possible amendments. The presentation’s conclusion will be the classic de lege ferenda notes for the Polish legislator that can be implemented in the nearest time horizon.