Než zamíří do vesmíru, projdou Brnem. Otevřeli tam kosmické testovací centrum

Satelit, elektronika nebo experiment pro českého astronauta Aleše Svobodu. Než se podobné technologie vydají do vesmíru, musí prokázat, že přežijí vakuum, extrémní teploty i otřesy při startu rakety. Nové testovací centrum společnosti TRL Space v Brně umožní provádět všechny klíčové zkoušky na jednom místě.

Vakuová komora se pomalu uzavírá, přístroje začínají odčerpávat vzduch a během několika minut uvnitř vzniká prostředí blížící se podmínkám ve vesmíru.

Jen o několik metrů dál se připravuje vibrační systém, který během okamžiku rozkmitá testované zařízení silami připomínající start rakety. Právě takové zkoušky bude nově provádět testovací centrum společnosti TRL Space, které firma ve středu otevřela v Brně.

9 fotografií

Laboratoř vznikla díky investici přibližně dvacet milionů korun a má sloužit českým i zahraničním firmám, univerzitám nebo startupům, které potřebují ověřit, zda jejich technologie vydrží extrémní podmínky ještě předtím, než zamíří do vesmíru nebo do jiného náročného provozu. Zázemí přitom není určeno pouze pro kosmický průmysl. Testování mohou využít také výrobci obranných systémů, automobilové elektroniky, průmyslových senzorů nebo optických zařízení.

Experimenty z Brna poletí na ISS Odborníci z brněnského Masarykova onkologického ústavu plánují při experimentu Cancer zkoumat, jak faktory, jako je stres, mikrogravitace a další okolnosti spojené s pobytem ve vesmíru, ovlivňují lidské tělo na buněčné a molekulární úrovni. Výsledky pomohou objasnit, jak vesmírné prostředí ovlivňuje imunitní rovnováhu a dlouhodobé zdraví astronautů. Mendelova univerzita spolu s firmami Extremo Technologies a ICE Cubes Services bude zkoumat přežití a odolnost řasy s názvem Desmodesmus armatus vůči marsovským chloristanům – tedy solím, které se na Marsu přirozeně vyskytují a komplikují budoucí pěstování rostlin i zacházení s vodou. Zároveň chce experiment otestovat na takzvaný biominig těžkých kovů, který vychází ze schopnosti mikrořas akumulovat měď, nikl a kadmium, a tím tyto látky z prostředí účinně získávat nebo odstraňovat. Vysoké učení technické spolu s Mendelovou univerzitou připravuje v projektu Icarus Armor digitálního dvojníka lidského těla. Sleduje, jak člověk myslí, reaguje a jak se chovají jeho biorytmy. Technologie pomůže předvídat únavu třeba u řidičů, nebo naopak špičkovou výkonnost nejen u astronautů, ale skvěle poslouží i pozemským sportovcům či lidem v náročných profesích. Brněnská společnost S.A.B. Aerospace s Českým institutem výzkumu pokročilých technologií Univerzity Palackého v Olomouci bude zkoumat možnosti vesmírného zemědělství. Experiment PUMR-B zkoumá klíčení semínek ječmene jarního v mikrogravitaci. Výzkum pomůže vyšlechtit univerzálnější a odolnější rostliny, které zvládnou růst v mnohem méně příznivých podmínkách. Masarykova univerzita spolu s VŠB – Technickou univerzitou Ostrava a firmami EGMedical a G. L. Electronic vyvíjí speciální tričko protkané senzory, které snímají nejrůznější procesy v těle a vytváří složitý matematický model předpovídající stresovou reakci. V budoucnu může mít využití u záchranářů, lékařů nebo pilotů, tedy v profesích, kde se rozhoduje o lidských životech. VŠB – TUO pak spolu s brněnskou firmou TLR Space připravuje experiment Conrex, který bude testovat fungování nanobotů ve vesmíru. Pomocí magnetického pole budou tito mikroskopičtí roboti modulováni tak, aby dokázali čistit těžko přístupná místa a likvidovat nebezpečné biofilmy. Využití najdou v medicíně, ale třeba také v úpravnách pitné vody, potravinářských provozech nebo klimatizacích.

„Brno pro nás bylo přirozenou volbou. Sídlíme tady od začátku a máme zde technické zázemí i dodavatele komponentů, které při vývoji potřebujeme. Díky tomu můžeme celý proces vývoje a testování držet na jednom místě,“ řekl generální ředitel TRL Space Petr Kapoun.

Jedním z hlavních prvků laboratoře je termálně-vakuová komora. Během necelých třiceti minut vytvoří vakuum o tlaku nižším než jedna miliontina milibaru, tedy prostředí přibližně miliardkrát řidší, než je běžný atmosférický tlak. Současně dokáže měnit teplotu v rozsahu stovek stupňů Celsia. „Naše komora dokáže simulovat teploty od minus osmdesáti do plus dvou set padesáti stupňů Celsia. Právě takovým podmínkám jsou běžně vystaveny satelity na nízké oběžné dráze Země,“ přiblížil ředitel společnosti STREICHER Plzeň Emil Černý.

Na rozdíl od běžných vakuových komor neslouží zařízení pouze k odstranění zbytkové vlhkosti a plynů z materiálů. Díky stovce elektrických průchodek lze testovaný hardware během celé zkoušky napájet, ovládat i průběžně sledovat jeho funkčnost. Inženýři tak neověřují jen to, zda zařízení test přežije, ale také jestli po celou dobu správně funguje.

Součástí centra je také elektrodynamický vibrační systém schopný vyvinout sílu přes čtyřicet pět kilonewtonů. Umožňuje testovat zařízení o hmotnosti až 1 654 kilogramů, od malých družic typu CubeSat až po větší kosmické subsystémy.

Simuluje vibrace, rázy i sinusové zatížení ve všech třech osách a zvládá i simulaci pyrotechnických rázů při oddělení družice od nosné rakety. Hluk zařízení během demonstrace připomínal provoz těžkého průmyslového stroje a návštěvníkům názorně ukázal, jakou intenzitu vibrací musí kosmický hardware vydržet.

„Nejčastěji se při vibračních zkouškách začnou uvolňovat jednotlivé součástky nebo spoje. Ve vakuu pak technologie prověří velké teplotní rozdíly a některé materiály mohou uvolňovat látky, které následně způsobí zkrat nebo jinou poruchu elektroniky,“ vysvětlil Space Business Manager Václav Havlíček.

Pro lepší představu sáhl po příkladu ze supermarketu. „Maliny v obchodě nejsou rozmačkané proto, že leží v regálu, ale kvůli vibracím během přepravy. U družic je to stejné a největší zátěž přichází při startu rakety,“ doplnil.

Kapoun zdůraznil, v čem centrum podle něj předčí obdobná zahraniční pracoviště. „Zákazník nemusí převážet hardware mezi různými laboratořemi, takže testování i jeho vyhodnocení probíhá výrazně rychleji. Vedle samotného pronájmu nabízíme také kompletní inženýrské služby a vyhodnocení výsledků,“ uvedl. Základní pronájem laboratoře se pohybuje přibližně mezi dvaceti a čtyřiceti tisíci korunami za den.

Nanoroboti pro Svobodu

Nové centrum už využívají první partneři. Společnost Zaitra zde kvalifikuje systém SKAIDOCK určený ke zpracování dat na palubě malých družic. Testováním projde také experiment CONREX, který TRL Space připravuje společně s Vysokou školou báňskou pro plánovanou misi českého astronauta Aleše Svobody na Mezinárodní vesmírnou stanici. Experiment má ověřit využití magneticky řízených mikrorobotů při odstraňování bakteriálních biofilmů v podmínkách mikrogravitace, jež představují riziko nejen pro zdraví astronautů, ale také pro systémy podpory života na palubě kosmických stanic.

„S TRL Space spolupracujeme dlouhodobě a máme s ní velmi dobré zkušenosti. Nové testovací centrum je pro nás velkou výhodou i proto, že ho máme doslova za rohem. Laboratoř jsme už vyzkoušeli a splnila naše očekávání,“ uvedla Petra Berková ze společnosti Zaitra.

Přestože bylo centrum otevřeno teprve dnes, společnost už má dva zákazníky. Do budoucna chce přibližně polovinu kapacity využívat pro vlastní projekty a druhou nabídnout externím firmám. Projekt výstavby spolufinancovala Evropská unie v rámci podpory výzkumné a inovační infrastruktury.

„Chceme, aby laboratoř sloužila nejen našim projektům, ale i dalším českým firmám, univerzitám a startupům. Pokud budou moci své technologie testovat doma, ušetří čas i náklady a celý český kosmický průmysl se může posunout zase o kus dál,“ uzavřel Kapoun.