Polacy chcą wykorzystać potencjał morskiej „Neostrady”

Kosmiczna firma z Piaseczna rozpoczyna projekt, którego celem jest zdefiniowanie najbardziej skutecznych i opłacalnych usług opartych na nowym standardzie łączności na morzu. Ma on umożliwić transmisję danych 32 razy szybszą niż dotychczas. Projekt powiązany jest z najbardziej zaawansowanym przedsięwzięciem kosmicznym realizowanym przez polskie podmioty – budową pierwszego polskiego satelity przemysłowego SAT-AIS-PL.

Zatłoczony morski eter

Od kilku lat System Automatycznej Identyfikacji Statków (AIS) jest uznanym i efektywnym narzędziem monitorowania i zapewnienia bezpieczeństwa żeglugi przez autoryzowane instytucje (w Polsce są to Urzędy Morskie), a urządzenia zapewniające łączność AIS stanowią obowiązkowe wyposażenie największych jednostek morskich. System opracowano, aby identyfikował i dostarczał informacji o bieżącej pozycji statków i stacji brzegowych.

Transpondery AIS automatycznie nadają te informacje w regularnych odstępach czasu. Identyfikacja i dane nawigacyjne są przesyłane z częstotliwością od 2 do 180 sekund, w zależności od aktywności statku. Sygnały AIS są odbierane przez urządzenia zainstalowane na innych statkach lub stacjach brzegowych. Wraz z rosnącą rolą systemu AIS, jego podstawowe funkcjonalności były stopniowo rozbudowywane o nowe usługi, między innymi związane z lokalizacją rozbitków na morzu. Doprowadziło to do znacznego obciążenia radiowego interfejsu systemu AIS.

Marcin Waraksa i Jerzy Żurek z Akademii Morskiej w Gdyni już w 2015 roku w artykule naukowym „VHF Data Exchange System – zintegrowany system wymiany danych w morskim paśmie VHF” zwracali uwagę na znaczne obciążenie systemu AIS na najbardziej zatłoczonych akwenach morskich świata.

„Na obszarach północnej części Zatoki Meksykańskiej i wód przybrzeżnych Japonii oraz Korei Południowej obciążenie przekracza odpowiednio: 64% w przypadku Zatoki Meksykańskiej oraz 40% dla dwóch kolejnych obszarów(…). Zastosowanie segmentu satelitarnego VDES umożliwi stworzenie interfejsu wymiany danych o szybkości transmisji do 307,2 kb/s – a więc 32 razy szybszej od pojedynczego kanału AIS, w którym wartość ta jest równa 9,6 kb/s (…)” – czytamy w artykule.

Morska NEOSTRADA

– VDES to koncepcja zintegrowanego systemu wymiany danych w morskim paśmie radiowym VHF. System bazuje na stosowanym obecnie standardzie Automatycznej Identyfikacji Statków AIS, ale ma nad nim jedną podstawową przewagę: kilkudziesięciokrotnie większą przepustowość. Ta swoista morska „Neostrada” stwarza zupełnie nowe możliwości, które należy wykorzystać. Celem rozpoczynającego się właśnie projektu jest zdefiniowanie najbardziej skutecznych i opłacalnych usług opartych na nowym standardzie – tłumaczy Kosiec.

Jak przekonują autorzy artykułu, „System VDES umożliwi dalszy rozwój aplikacji związanych bezpośrednio z bezpieczeństwem i ochroną żeglugi (e-Nawigacja), ochroną środowiska morskiego i poprawą efektywności transportu morskiego. VDES w swoim założeniu ma umożliwiać dwukierunkową wymianę danych w relacji statek-ląd, statek-statek, statek-satelita”.

Pierwszy polski satelita przemysłowy

Zasięg horyzontalny systemu AIS wynosi kilkadziesiąt km co oznacza że statek znajdujący się w większej odległości od brzegu nie odbierze sygnału z innego statku lub stacji brzegowej. Wynika to m.in. z faktu, że Ziemia nie jest płaska, a moc nadajników i czułość odbiorników są ograniczone. Z tego względu system AIS w coraz większym zakresie wykorzystuje komponent satelitarny. Satelity pozwalają na agregację danych AIS z jednostek morskich, będących poza zasięgiem brzegowych stacji systemu AIS, i przekazanie ich do odbiorców. To znacznie zwiększa bezpieczeństwo ruchu morskiego oraz pozwala na lepszą koordynację działań ratowniczych w czasie katastrof.

W 2016 konsorcjum firm i instytucji naukowych, na którego czele stanął lider polskiego przemysłu kosmicznego, spółka Creotech Instruments S.A., rozpoczęło prace nad satelitą SAT-AIS-PL. Jest to pierwszy satelita przemysłowy, którego wykonanie zlecono polskiemu konsorcjum. Powstający w ramach projektu satelita stanie się częścią globalnej konstelacji platform satelitarnych dedykowanych łączności na morzach i oceanach.

Na cały projekt SAT-AIS-PL, poza ważącym kilkadziesiąt kg satelitą, składać się będą naziemna stacja łączności, centrum kontroli lotu i sterowania oraz terminal danych AIS, który zostanie udostępniany użytkownikom końcowym. Wszystkie naziemne elementy infrastruktury systemu będą zlokalizowane w Polsce.

– Inaugurowany obecnie projekt pozwoli znacznie poszerzyć kompetencje naszej firmy oraz zespołu pracującego przy projekcie SAT-AIS-PL w obszarze łączności i aplikacji związanych z bezpieczeństwem żeglugi morskiej. Stwarza on także rzadką szansę na utworzenie w Polsce grupy ekspertów i inżynierów wyspecjalizowanych we wciąż młodej, ale bardzo perspektywicznej dziedzinie związanej ze standardem VDES. Ulokowanie w Polsce kompetencji z zakresu systemów VDES, otworzy przed naszym krajem i polskimi podmiotami możliwość dalszego rozwoju i dostarczania usług użytkownikom zainteresowanym tym systemem łączności – mówi Marcelina Borejko, specjalista w dziale Business Development firmy Creotech Instruments.

Wartość realizowanego na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej studium to ponad pół miliona złotych, a poza liderem krajowego sektora kosmicznego, firmą Creotech Instruments S.A., uczestniczą w nim jeszcze spółka Excodus, Akademia Morska w Gdyni oraz Instytut Łączności.

– Udało nam się wygrać ogólnoeuropejski konkurs i wspólnie z naszymi partnerami będziemy analizować potencjał przyszłych usług dla żeglugi morskiej opartych o standard VDES (VHF Data Exchange System). Realizacja projektu obejmie przeprowadzenie technicznego studium wykonalności, stworzenie koncepcji usług i aplikacji oraz nakreślenie ścieżki ich rozwoju. Będą to nowe na rynku polskim i europejskim usługi dedykowane m.in. armatorom statków i służbom morskim – mówi Jacek Kosiec, dyrektor Programu Kosmicznego w Creotech Instruments.

Zdaniem przedstawicieli firmy, zdefiniowane w studium usługi zostaną wdrożone w oparciu o opracowywaną w ramach konsorcjum SAT-AIS-PL prototypową jednostkę nadawczo-odbiorczą, zapewniającą wymianę danych VDES, która znajdzie się na pokładzie polskiego satelity SAT-AIS-PL.

– Projekt studium VDES ma na celu wsparcie projektu SAT-AIS-PL. Satelita, którego budujemy, ma bowiem sam zarabiać na siebie w fazie operacyjnej. A to wymaga dobrze zdefiniowanych usług, które znajdą nabywców na rynku publicznym i prywatnym, w Polsce, Europie i na świecie. W ramach tego projektu powstanie nie tylko opis wachlarza usług wykorzystujących standard VDES, ale także szczegółowy plan ich wdrożenia – podkreśla dr Grzegorz Brona, prezes kosmicznej spółki.

Brona zwraca uwagę, że dzisiaj wysłanie w kosmos satelity, czy nawet całej ich konstelacji, nie stanowi wielkiego problemu.

– Problem pojawia się, gdy biznes związany z takim satelitą ma być opłacalny w dłuższej perspektywie. Wymaga to odpowiedniego i pogłębionego biznesplanu opracowanego na wiele lat do przodu. Dzięki realizacji tego projektu uda się taki biznesplan opracować dla polskiego satelity SAT-AIS-PL – mówi Brona.

Creotech Instruments S.A. (CTI) to lider polskiego  sektora kosmicznego. Założona przez grupę wybitnych polskich naukowców firma konsekwentnie rozwija swoje kompetencje w zakresie projektowania i montażu elektroniki wysokiej niezawodności. Creotech Instruments od 2012 roku funkcjonuje na rynku jako spółka akcyjna i  uczestniczy w szeregu prestiżowych projektów kosmicznych, m.in. związanych z poszukiwaniem śladów życia na Marsie, badaniem tajemniczych rozbłysków promieniowania gamma w wysokich warstwach ziemskiej atmosfery, czy ze śledzeniem potencjalnie groźnych dla Ziemi obiektów przelatujących w jej pobliżu oraz tzw. „kosmicznych śmieci” krążących wokół naszej planety. Creotech Instrument wyspecjalizował się także w produkcji i dostarczaniu podzespołów i specjalistycznej aparatury do najnowocześniejszych i najbardziej zaawansowanych technologicznie instytucji badawczych, takich jak Europejska Organizacja Badań Jądrowych CERN w Genewie, Instytut Badań Ciężkich Jonów GSI i Centrum Badawcze DESY w Niemczech.