Češi Radek Peřestý a Jiří Kraus z VZLÚ (Výzkumný a zkušební letecký ústav, a.s.) odjeli ve středu ráno do řídicího střediska ESA v Darmstadtu v Německu. Odtud řídili zapínání "svých" přístrojů na třech družicích SWARM. Čekalo je 11 hodin práce a napětí, zda se všechno podaří. A vy jste mohli být celou dobu při tom.
Po celý den od 7 až do 17:00 jsme vám přinášeli v pravidelných intervalech aktuální zprávy přímo z řídicího střediska. Do redakce nám je zasílali manažer projektu Radek Peřestý a hlavní inženýr Jiří Kraus. Spojení s družicí bylo možné vždy jen jednou za 90 minut (doba oběhu kolem Země) a pouze po dobu několika málo minut.
V on-line reportáži se zprávy objevovaly vždy s několikaminutový zpožděním. Je to logické, vědci se museli nejprve věnovat družici a až teprve potom psát do redakce, jak to dopadlo.
Článek pro vás sepsal autor nejpovolanější, tedy Radek Peřestý.
Co se dnes bude ve vesmíru dítV době od 5:14 UTC do 16:12 UTC (pro náš čas nutno přičíst jednu hodinu) budou postupně zapnuty akcelerometry, poté uvolněny testovací krychle a nakonec budou přijata data z jednoho obletu kolem Země. Vysvětlení jednotlivých pojmů viz text článku níže. Protože družice jsou tři a oblet Země trvá zhruba 90 minut, budou jednotlivé aktivity odděleny přestávkami o délce zhruba jedné a půl hodiny. S každým přístrojem tedy budou provedeny tři úkony, což při sériovém provádění (až na dvě výjimky) dá celkové trvání 11 hodin. Tomuto plánu bude přizpůsobena i aktualizace on-line reportáže. Český expertní tým bude dnes sledovat v řídicím středisku Evropské kosmické agentury ESOC spuštění všech tří akcelerometrů, uvolnění testovací hmoty a zahájení pravidelných měření na oběžné dráze. V případě potřeby bude poskytovat technickou podporu generálnímu dodavateli družic německé firmě EADS Astrium. |
Co vlastně do vesmíru z Česka odletělo?
V pátek 22. listopadu 2013 odstartovaly tři družice SWARM. Je to projekt Evropské kosmické agentury určený ke studiu magnetického pole Země. Každá z družic má na palubě český mikroakcelerometr pro měření velmi malých a pomalých zrychlení. Jsou to tři naše "dítka", dnes zhruba ve věku, kdy se lidé osamostatňují a vydávají na vlastní cestu životem.
České akcelerometryPřístroje pro SWARM se vyvíjely a později vyráběly od roku 2005 do roku 2012. Zhotoveny byly celkem tři letové kusy a jeden inženýrský model určený k testování. Je to již čtvrtá generace akcelerometrů a první, která bude fungovat na vědecké misi renomované kosmické agentury (ESA). Předchozí typy byly zkoušeny v rámci národních projektů na ruské družici Resurs (1992), na raketoplánu NASA (STS-79, 1996) a naposledy na české družici MIMOSA (2003). |
Původní myšlenka měřit zrychlení na družicích se zrodila již v první polovině osmdesátých let minulého století na Astronomickém ústavu Akademie věd. První skutečné "plechové dítko" však spatřilo světlo světa až v roce 1992. Tedy před 21 lety. Od té doby vznikly další tři varianty přístroje, poslední (MAC04SW) pak přímo pro projekt SWARM.
Dnes (čtvrtek 28.11.2013) toto zařízení a nás čeká jakási "kosmická maturita", tedy zkouška v kosmických podmínkách, které žádnou chybu neodpouštějí a kterou bedlivě sleduje mnoho nezávislých pozorovatelů z evropské vědecké komunity.
A je to jako s každou zkouškou. Nikdo dopředu neví, jak to dopadne. Navíc "space is risky business" (vesmír je riskantní podnik - pozn. red.), to ví každý, kdo se v tomto oboru pohybuje.
Přístroj měří negravitační zrychlení menší než 10-4 ms-2 (jedna stotisícina tíhového zrychlení na povrchu Země) s citlivostí 10-8 ms-2, tedy o čtyři řády nižší. Tato citlivost je vykoupena poměrně pomalou odezvou přístroje na změny zrychlení. Frekvenční měřicí pásmo je od 0,1 Hz do 10-4 Hz. Přístroj váží 6,4 kg, má rozměry 18 × 21 × 35 centimetrů a spotřebu cca 6,5 W.
Komunikuje po datových linkách RS422 v plně duplexním režimu. Přístroj je schopen detekovat i úhlová zrychlení a v družicích je umístěn v těžišti, aby byly minimalizovány rušivé odstředivé síly.
Všechny tři družice Swarm před zabudováním do horního stupně rakety
Jak to celé funguje?
Princip měření je prostý. Používá se testovací hmota tvaru krychle, která je uzavřena v dutině uvnitř družice. Zatímco povrch družice je ovlivněn vnějšími silami (například odpor zbytků atmosféry při jejím rychlém pohybu), testovací hmota, která je izolována od vnějších sil pláštěm družice i přístroje, se pohybuje po ideální teoretické dráze.
Proč on-line reportáž?Pečlivě jsme spolu s redakcí Technetu zvažovali, jestli je vůbec zajímavé se dělit se čtenáři o tento "technický zážitek". Nakonec jsme usoudili, že je tato akce natolik originální směsí trpělivého technického úsilí (nejen jednoho výzkumného ústavu, ale mnoha dalších českých podniků), dlouholetého očekávání a nadějí do budoucna, že on-line reportáž zaujme i širší publikum. Budeme se snažit podělit se s vámi o naše poznatky i emoce. Jak už to bývá, rodiče jsou mnohem nervóznější než jejich dítka. A o tom našem plechovém se srdcem z křemíku si to troufám říci s jistotou. |
To vede ke vzájemnému pohybu družice a testovací hmoty, což lze detekovat například přesnými kapacitními senzory. A protože působení vnějších sil je prakticky nepřetržité, je nutné polohu testovací krychle uvnitř dutiny kompenzovat regulační smyčkou tak, aby se nedotýkala stěn měřicí dutiny.
Potíž tohoto technického řešení je v tom, že se nedá ověřit v pozemních podmínkách a Česká republika nemá dostatečné technické nebo finanční prostředky pro pravidelné testy v reálném kosmickém prostředí (v našem případě v mikrogravitaci). Ostatní vlastnosti prostředí jsme schopni simulovat celkem dobře v našem ústavu.
Znalejší technici možná namítnou, že lze provést testovací parabolický let se stavem beztíže. Tady je však opět problém s citlivostí našeho zařízení, která je tak vysoká, že parabolický let není schopen poskytnout dostatečně kvalitní stav beztíže.
Kdo je kdo v českém týmu SWARM
Radek Peřestý Jiří Kraus
Vojtěch Zadražil Radek Lapáček |
