Dandanes raziskovanje vesolja že dolgo ne zadeva le znanstvenikov, temveč vse bolj postaja tema, ki zadeva vse plasti mednarodne skupnosti, zagotovo pa je tudi blaginja državljanov Evropske unije (EU) in posledično tudi Republike Slovenije (RS), vse bolj odvisna od vesoljskih aplikacij kot so npr. satelitska navigacija, oddaljeno opazovanje Zemlje iz vesolja v primeru naravnih nesreč, satelitski meteorološki sistemi ter telekomunikacijski sistemi.
Slednje potrjuje dejstvo, da so se v zadnjih letih zelo okrepile vezi med EU in Evropsko vesoljsko agencijo (ESA) zaradi naraščajočega pomena, ki ga ima vesolje pri krepitvi politične in gospodarske vloge EU in podpori evropskim politikam. Čeprav organizaciji nista neposredno formalno povezani vse bolj krepita medsebojno sodelovanje, predvsem z oblikovanjem Evropske strategije za vesolje (European Strategy for Space) in Evropske vesoljske politike (European Space Policy), na področju vesoljske infrastrukture pa se sodelovanje odraža predvsem z realizacijo programa Galileo, ki bo Evropi zagotovil neodvisni navigacijski satelitski sistem (Global Navigation Satellite System - GNSS) in pripravo programa Globalnega nadzorovanja za okolje in zaščito (Global Monitoring for Environment and Security - GMES).
Vlada RS je 22. januarja 2010 z ESA podpisala Sporazum evropske sodelujoče države (European Cooperating State Agreement). Status evropske sodelujoče države ESA podeli tistim državam članicam EU, ki zanj zaprosijo in imajo z ESA že podpisan sporazum o sodelovanju, hkrati pa imajo dovolj raziskovalno-razvojnega potenciala za sodelovanje pri vesoljskih projektih. Osnovni namen takšnega statusa je na čim bolj učinkovit način pripraviti državo članico EU na polnopravno članstvo in ji omogočiti, da ob tem na ustrezen način zgradi lastne raziskovalno razvojne in industrijske kapacitete za kompetitivno sodelovanje pri skupnih vesoljskih projektih.
Status Evropske sodelujoče države je povezan s sodelovanjem v posebnem Programu za evropske sodelujoče države (Programme for European Cooperating States - PECS). PECS predstavlja obvezno dejavnost, v kateri lahko sodelujejo izključno le evropske sodelujoče države (ECS). Ko je državi enkrat podeljen status evropske sodelujoče države (ECS), preneha veljavnost drugim sporazumom, ki so bili pred tem sklenjeni med ESA in to državo. V okviru PECS je državi omogočen dostop do ESA programov in aktivnosti, vendar po predhodnem priporočilu relevantnih delovnih teles, ki so podrejena Svetu ESA (ESA Council). Od države članice se v okviru PECS pričakuje minimalni letni prispevek v višini 1 milijona €. Predvideva se, da se več kot 90 odstotkov sredstev vrne v obliki projektov za podjetja, raziskovalne inštitucije in študente nazaj v Slovenijo. Skupni cilj PECS je torej povezati Slovenijo s programi in dejavnostmi ESA ter se kar najučinkoviteje pripraviti za morebitni poznejši pristop Slovenije kot polnopravne članice ESA.
Trenutno je na MVZT v teku javni poziv za zbiranje predlogov projektov za dopolnitev Načrta za evropske sodelujoče države. Predmet javnega poziva je pridobitev predlogov za dopolnitev prioritetnih področij in dejavnosti Slovenije v okviru PECS, ki je bil potrjen v 2010 in se skladno s Sporazumom Evropske sodelujoče države med Republiko Slovenijo in Evropsko vesoljsko agencijo lahko dopolni enkrat letno (več informacij na spletni strani Ministrstva za visoko šolstvo, znanost in tehnologijo, pod zavihkom javne objave/javni razpisi - http://www.mvzt.gov.si/si/o_ministrstvu/javne_objave/javni_razpisi/). Ministrstvo načrtuje 4. 5. 2011 skupaj z ESA organizirati informativni dan za vse, ki jih zanima sodelovati na omenjenem razpisu.
Center odličnosti Vesolje-SI gleda v prihodnost
Dejavnosti na področju raziskovanja in miroljubne uporabe vesolja v RS so razmeroma živahne tako v javni raziskovalni sferi, kot tudi v podjetjih. Vesoljske tehnologije nedvomno sodijo med najnaprednejša industrijska in tehnološka področja, ki jih vsekakor velja negovati, če želi Slovenija svoje gospodarstvo razvijati tudi v vse bolj globaliziranem in tekmovalnem tržnem okolju.
Konzorcij slovenskih znanstvenikov in inženirjev iz akademskih ustanov, visoko tehnoloških podjetij ter velikih industrijskih in zavarovalniških družb je spoznal velik potencial porajajočih vesoljskih tehnologij in aplikacij. Združeni v centru odličnosti Vesolje-SI imajo velik raziskovalno tehnološki potencial za razvoj mikro in nano satelitskih platform iz naprednih aluminijevih zlitin, MEMS mikro potisnih sistemov, kontrole satelitov, komunikacije, procesiranja podatkov in slik kot tudi virtualnih in eksperimentalnih raziskav mikro in nano satelitskih sistemov.
Center odličnosti Vesolje-SI v okviru raziskav Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani aktivno sodeluje v raziskavah izbruhov sevanja gama, to je izjemno močnih eksplozij zvezd v oddaljenih galaksijah, ki jih zaznajo sateliti v tirnici okoli Zemlje, ter pri raziskavah zgodovine in razvoja naše Galaksije kot ene od tipičnih spiralnih galaksij, kjer sodeluje v projektih GAIA in RAVE. Sodeluje tudi v formulaciji globalnega relativističnega navigacijskega sistema, ki je namenjen satelitskemu navigacijskemu sistemu Galileo.
Omenjene raziskovalne dejavnosti bodo Sloveniji omogočile učinkovito vključevanje v mednarodne raziskave na področju vesoljskih znanosti in tehnologij. Ta prizadevanja so močno podprta z mrežo strateških EU partnerjev iz Švedske, Nemčije, Francije, Nizozemske, Velike Britanije in Avstrije, ki konzorciju zagotavljajo dostop do raziskav in razvoja najnaprednejših vesoljskih misij kot so PRISMA, LAPAN-TUBSAT, VENUS in GAIA.
Center odličnosti Vesolje-SI bo v letošnjem letu postavil zemeljsko postajo, ki bo omogočala komunikacijo s širokim spektrom razvojno-raziskovalnih satelitov in s tem učinkovito vključitev mednarodne raziskave na tem področju. Center bo nadaljeval tudi z razvojem laboratorijske infrastrukture za razvoj, analize in testiranje nove generacije mikrosatelitskih platform iz aluminijevih zlitin za interaktivno zaznavanje z majhnimi sateliti in visoko ločljivostjo.
Področje mikro in nano satelitov sicer doživlja korenite spremembe v razvoju vesoljskih tehnologij. Z radikalno miniaturizacijo integriranih podsistemov in relativno ugodnimi komercialnimi komponentami je prišlo do občutnega znižanja stroškov razvoja, izstrelitve in uporabe satelitov, tako da vesolje sedaj ni več dostopno samo velikim raziskovalno-razvojnim ustanovam iz ekonomsko močnih držav.
Tehnološki prehod je na eni strani omogočil dostopnejše znanstvene raziskave v astrofiziki in kozmologiji, na drugi strani pa je omogočil razvoj novih storitev na področju meteorologije in opazovanja Zemlje iz vesolja. Nove tehnologije za interaktivno daljinsko zaznavanje bodo tako znatno prispevale k lokalnemu in globalnem zavedanju o pomembnih okoljskih in družbeno-ekonomskih dejavnikih povezanih s podnebnimi spremembami, vremenom, hidrologijo, gozdarstvom, kmetijstvom, načrtovanjem prostora in nevarnostmi za naravne nesreče.
Na področju meteorologije je satelitska tehnologija odločilna za izboljšanje vremenskih in podnebnih napovedi. Konstelacije satelitov s pripadajočimi merilnimi platformami namreč omogočajo globalne meritve atmosferskih parametrov z visoko prostorsko in časovno ločljivostjo. To omogoča modelatorjem, da posredno, preko izboljšanja začetnih modelskih pogojev in fizikalnih parametrizacij z višjo časovno in prostorsko ločljivostjo izboljšajo numerične vremenske in klimatske modele. Končni produkt so boljše vremenske napovedi, izboljšano razumevanje klimatskega sistema in bolj zanesljiva vhodna informacija za veliko število različnih človeških dejavnosti, ki potrebujejo informacijo o stanju ozračja in zemeljske površine, kot so napovedi stanja morja, rek, onesnaženja, agrometeorološke in biometeorološke napovedi, itd.
Fakulteta za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani in Center odličnosti Vesolje-SI med drugim sodelujeta tudi pri osnovnem raziskovanju ozračja. Glavna raziskovalna področja so numerično modeliranje za napovedovanje vremena na različnih skalah, modeliranje onesnaženja, regionalno modeliranje klime s pomočjo pomanjšanja skale globalnih klimatskih modelov, uporaba opazovanj in še posebej satelitskih opazovanj za opis procesov v ozračju in za verifikacijo modelov. Posebej pomemben je problem napovedljivosti oz. problem naraščanja napak napovedi. Uporabni doseg vremenskih modelov ozračja je zaenkrat okoli enega tedna na globalni, vendar veliko krajši na mezoskali (procesi reda velikosti okoli 10 km in manj). Za podaljšanje uporabnosti modelskih rezultatov moramo razumeti nedoločenosti v začetnih pogojih in njihovo prostorsko-časovno naraščanje. V primeru modelov na omejenem območju (kot je model ALADIN v Sloveniji) obstaja še dodaten vir nedoločenosti povezan s stranskimi robnimi pogoji. Satelitske meritve so zelo potreben vir informacij za izboljšanje modelov predvsem preko izboljšanih začetnih pogojev, ki jih pridobimo v postopku asimilacije podatkov. Skupina se je že ukvarjala s tem problemom na projektih ocene potenciala satelitskih meritev vetra s pomočjo Dopplerjevega lidarja misije ESA ADM-Aeolus in njenih potencialnih naslednic.
Center odličnosti Vesolje-SI je že v prvem letu delovanja dosegel rezultate, ki kažejo na uporabnost vesoljskih tehnologij v Sloveniji. Opravljeni so bili interaktivni vesoljski preleti nad Slovenijo s satelitom LAPAN-TUBSAT, kjer so bila s sodobnimi tehnologijami daljinskega zaznavanja iz vesolja posneta obalna področja in Gorenjska, pripravljen je bil načrt Vesolje-SI eksperimenta za vesoljski polet nad Slovenijo v formaciji PRISMA, z vesoljskimi tehnologijami pa je bil opazovan razvoj poplav, ki so lansko jesen prizadele Slovenijo. Z obdelavo satelitskih podatkov so bile razvite prototipske rešitve za opazovanje naravnih nesreč in oceno nastalih škod.
Razvojno-raziskovalne usmeritve centra odličnosti so bile zelo dobro sprejete v mednarodni skupnosti, kar je pripomoglo k temu, da bo Center odličnosti Vesolje-SI prihodnje leto v Portorožu gostil najpomembnejši dogodek na področju majhnih satelitov v Evropi. To je 4S simpozij »Small Satellites Systems and Services«, ki ga organizirata ESA in francoska vesoljska agencija CNES. Vodilna tema simpozija bo »Majhni sateliti – veliki sistemi«. Med enoletnimi pripravami na ta globalno odmevni dogodek, ki bo hkrati tudi dvajseta obletnica 4S iniciative na področju majhnih satelitov v Evropi, bo Slovenija postala pomembno področje za testiranje najnaprednejših tehnologij daljinskega zaznavanja z majhnimi sateliti iz celega sveta, kar nas bo prav gotovo uvrstilo na zemljevid držav, ki se ukvarjajo z naprednimi raziskavami na področju vesoljskih tehnologij.
Pripravili: dr. Tomaž Zwitter, Fakulteta za matematiko in fiziko
dr. Tomaž Rodič, Center odličnosti Vesolje-SI
dr. Aleš Mihelič, vodja sektorja za tehnologijo MVZT
