Dva mikrosatelity vyvinuté vědci z české Akademie věd, které jsou vybavené pokročilými technologiemi pro hledání zdrojů surovin ve vesmíru. Právě ty by se měly na oběžnou dráhu Země dostat díky české vědecké kosmické misi SLAVIA. Pomáhat jim mají HANKA, VESNA a ŘÍP-2. Odlet do vesmíru je naplánován na rok 2027.
Vodu, kyslík, stavební materiály, ale také vzácné kovy. Nejen to dokáží v kosmu vystopovat tři unikátní přístroje, které mají v rámci mise putovat na oběžnou dráhu Země. Že nejde o žádnou utopii, dokumentuje i fakt, že přípravnou fázi, jíž má projekt úspěšně za sebou, zaštítila Evropská kosmická agentura (ESA).
Raketou na Mars
Během příštích deseti let by se lidé měli vrátit na Měsíc. Právě tato meta by se měla stát branou pro pilotované lety k planetě Mars nebo pro mise do ještě vzdálenějších míst Sluneční soustavy. Aby ale astronauty nepotkal podobný osud jako Matta Damona ve filmu Marťan, je potřeba se zajímat také o možné využití zdrojů vody nebo obecných kovů přímo na Marsu, Měsíci nebo asteroidech blízkých oběžné dráze Země. Tato vesmírná tělesa by navíc v delším časovém horizontu mohla poskytnout další suroviny, jež jsou důležité pro elektroniku, energetiku a pokročilé strojírenství.
Jenže zmapovat nerostné bohatství v kosmu je úkolem, který stojí na jiném přístupu než je jeho hledání v podmínkách na Zemi. A právě tady vidí prostor pro své uplatnění česká věda a firmy. Napomoci s řešením tohoto úkolu totiž mohou levné a lehké mikrosatelity, případně malá vozítka, která odvedou práci místo astronautů. Velikostí připomínají krabici od bot, zároveň však ve srovnání s velkými družicemi prohledají výrazně větší oblast, a to za zlomek nákladů.
Věda a byznys
Kosmická mise SLAVIA (Space Laboratory for Advanced Variable Instruments and Applications) by těmto technologiím a jejich dalšímu využití měla výrazně napomoci. „Bylo by skvělé, kdyby se Česko stalo velmocí ve vývoji miniaturních přístrojů, které jsou schopné poskytnout kompletní informaci o prvcích, chemických sloučeninách, minerálech a horninách na jakémkoli zkoumaném tělese ve vesmíru. SLAVIA má všechny předpoklady být tím prvním krokem,“ konstatovala předsedkyně Akademie věd ČR Eva Zažímalová s tím, že jde sice o běh na dlouhou trať, čeští vědci jsou na ni ale velmi dobře připraveni.
Jedním z cílů celé akce je úspěšné propojení akademické a průmyslové sféry při spolupráci na složité vědecké misi podle standardů ESA. Díky tomu se národní subjekty dostanou na úroveň, kdy budou moci v evropských vesmírných misích soutěžit se zeměmi jako je Německo nebo Francie.
„Druhým cílem je komercionalizace technických řešení a využití synergie přístrojů HANKA, VESNA a ŘÍP-2, které byly během mise SLAVIA vyvinuty. Česká republika má šanci stát se skutečnou kosmickou velmocí v oblasti výroby a použití nových přístrojů a konceptů vyvinutých v rámci mise SLAVIA,“ říká Inna Uwarova, strategická ředitelka S.A.B. Aerospace.
Analýza přímo ve vesmíru
Misi tvoří dva mikrosatelity (20 x 20 x 40 cm) na oběžné dráze Země. Družice mají být vybaveny třemi přístroji. „Za poetickými, ryze českými názvy HANKA, VESNA a ŘÍP-2 se skrývají zcela revoluční technologie. Nejpřevratnější z nich je hmotnostní spektrometr HANKA, který dokáže detailně zkoumat chemické a mineralogické složení meziplanetárního prachu,“ uvedl Martin Ferus z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR (AV ČR), vědecký vedoucí projektu SLAVIA (Space Laboratory for Advanced Variable Instruments and Applications).
HANKA (Hmotnostní Analyzátor pro Kosmické Aplikace) vyniká vysokým rozlišením. „Zatímco hmotnostní přístroje, které dosud létaly do vesmíru, měly největší rozlišení tři tisíce, tento má padesát tisíc. To je podobný rozdíl, jako snažit se najít mikroby pouhým okem nebo pod mikroskopem,“ vysvětlil Ján Žabka z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, vedoucí týmu, který technologii HANKA vyvíjí.
Hmotnostní spektrometr dokáže detailně prozkoumat chemickou a mineralogickou skladbu meziplanetárního prachu a mikrometeoroidů. „Je to první vesmírný projekt, při kterém bude hmotnostní analýza s vysokým rozlišením probíhat přímo ve vesmíru, nikoli až v pozemských laboratořích po návratu vzorků,“ zdůraznil Žabka.
Vesmírná premiéra
Kamera VESNA je pojmenování pro hyperspektrální kameru, která detekuje obecné kovy v meteorech. Zaznamená v širokém rozsahu vlnové délky záření meteorů (větší částečky meziplanetární hmoty se při vstupu do atmosféry Země zahřejí a vznikne plazma, světelný jev laicky označovaný za padající hvězdu) a rozpozná otisky spektrálních čar různých prvků.
Tím ale bádání českých vědců zdaleka nekončí. Fyzikální parametry plazmatu upřesní anténní systém ŘÍP-2. Zachytí odrazy a emisi jeho rádiových signálů, což se zatím nikdy z oběžné dráhy nepodařilo. Anténa umí také detekovat dopady prachových zrn na družici a měřit rádiové signály atmosférických výbojů. Tento systém vyvíjejí výzkumníci z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR.
Přístroj ŘÍP-2 navazuje na tradici českých vesmírných letů do kosmu. „Naše práce na návrhu přístroje čerpá i ze zkušeností, které jsme získali při vývoji přijímače vysokofrekvenčních rádiových vln v projektu TARANIS francouzské vesmírné agentury CNES, který byl zničen při nezdařeném vypuštění družice v roce 2020,“ řekl vedoucí týmu ŘÍP-2 Ondřej Santolík z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR.
Plány i do budoucna
Technologie, které mají být použity při misi SLAVIA, mají být později připraveny pro konstrukci různých satelitů nebo vozítek pro velmi detailní průzkum každého tělesa ve Sluneční soustavě. Kromě toho ale využití hyperspektrální kamery s rádiovou anténou v budoucnu může spočívat v odhalení, přesném určení a zaměření jakéhokoliv přírodního či umělého objektu vstupujícího do atmosféry Země. Podle vědců to má obrovský význam pro monitoring provozu v kosmickém prostoru, sledování kosmického smetí nebo vojenských cílů.
„Tandem satelitů umožní nejen detekci prvků v padajících hvězdách, ale také přesný výpočet jejich dráhy a tím i původu ve Sluneční soustavě pomocí triangulace dvěma kamerami a rádiovými anténami na palubě obou satelitů,“ přemýšlí nad dalším využitím Ferus.
Vytvořit stejnou družici dle něj vyjde pouze na malou část ceny konstrukce jednoho satelitu. „Proto je také cílem mise vyvinout zcela nové technologie, které budou připraveny k sestavení jakékoli vhodné mise vybavené naprosto převratnou univerzálně použitelnou instrumentací pro bezprecedentně komplexní chemickou a mineralogickou analýzu, ale s již velmi nízkými náklady,“ doplnil Ferus.
Díky tomu podle jeho názoru může Česko získat vedoucí pozici ve vývoji a využití těchto nových všestranných zařízení kvalifikovaných pro kosmické podmínky. Přístroje HANKA, VESNA a ŘÍP-2 se totiž nedají použít jen na malých satelitech podobných misi SLAVIA, ale také pro lunární a marsovská vozítka nebo přistávací sondy.
Garanty vědecké části projektu jsou Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR a Ústav fyziky atmosféry AV ČR, jeho průmyslovou část vede brněnská firma S.A.B. Aerospace. Projekt podpořilo také Ministerstvo dopravy. Aktuálně je ukončena fáze definující přesné technické provedení celé mise. Pokud bude projekt schválen, vědci začnou konstruovat laboratorní verze satelitů a přístrojů.
