Úvodní strana  >  Články  >  Kosmonautika  >  Tříosý gyroskop z Česka poletí na letošní evropské misi Proba-3

Tříosý gyroskop z Česka poletí na letošní evropské misi Proba-3

Vizualizace mise Proba-3.
Autor: ESA - P. Carril

Revoluční mise Evropské vesmírné agentury (ESA) Proba-3 ponese na své palubě také přístroj vyvinutý v Brně v centrále Honeywell. Měli jsme příležitost se osobně seznámit s vývojáři i samotným inženýrským modelem tříosého MEMS gyroskopu, jehož letový exemplář je již připraven k cestě do kosmu. Velmi přesný gyroskop je nezbytnou součástí této mise, která má ambici vyrobit ve vesmíru umělé zatmění Slunce. Proba-3 totiž bude tvořena dvěma družicemi, které musí letět ve velmi přesné konfiguraci 150 metrů od sebe.

Série misí Proba

Proba 1, vizualizace. Autor: ESA
Proba 1, vizualizace.
Autor: ESA
Mise Proba-3 je pokračováním zkušebních evropských sond, jejichž hlavním cílem je testovat nové technologie, ale vedle toho umí získávat také vědecká data. Proba-1 je dnes nejdéle fungující družicí Evropské vesmírné agentury (start 2001). Tvarem připomíná hotelovou ledničku (kvádr o rozměrech 60×60×80 cm a 95 kg). Hlavním úkolem bylo otestovat dva přístroje určené k pozorování povrchu Země – hyperspektrální kameru CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer) s 200 úzkopásmovými filtry a rozlišením 17 metrů a monochromatickou kameru HRC (High Resolution Camera) s rozlišením 5 m.

Proba-2 startovala v roce 2009 a je určena k pozorování Slunce. Opět jde o technologickou družici schopnou zároveň sbírat vědecká data. Zajímavostí je, že jeden z přístrojů (DSLP, Dual segmented Langmuir probe), měřících základní parametry plazmatu v okolí družice, byl vyvinut Astronomickým ústavem AV ČR a Ústavem fyziky atmosféry AV ČR.

Proba-2 během termálních zkoušek Autor: ESA/Verhaert
Proba-2 během termálních zkoušek
Autor: ESA/Verhaert
V roce 2013 startovala v rámci této série družice Proba-V. Ovšem V zde zastupuje slovo Vegetation, nikoli římské číslo 5. Tato 140 kg vážící družice tedy byla určena k průzkumu využití zemědělské půdy, rozložení vegetace na povrchu Země, monitorování polí a vlivů na pěstování plodin.

Závěrem přehledu menších technologických misí Proba Evropské vesmírné agentury se ještě můžeme zmínit, že ke startu se kromě revolučního slunečního koronografu Proba-3 chystá ještě mise ALTIUS založená také na platformě předchozích družic Proba. Ta bude zkoumat stratosféru pohledem na záření Slunce pronikající vrstvami atmosféry při okraji Země.

Proba-3

Proba-3 jsou ve skutečnosti dvě družice, které odstartují současně, ale poté se od sebe vzdálí na vzdálenost přibližně 150 metrů. Takto budou létat ve formaci a ve vhodném okamžiku jedna z nich, která je kulatého průřezu, zastíní sluneční kotouč, a to tak přesně, jakoby šlo o skutečné zatmění Slunce Měsícem. Druhá družice obsahuje dalekohled a dohromady tak vytvoří jedinečný koronograf. Přístroj, kterým se zastíní Slunce a sleduje se jeho okolí – sluneční koróna.

Detail koróny a chromosféry. Autoři: M. Druckmüller, V. Rušin, M. Dietzel a P. Aniol.
Detail koróny a chromosféry. Autoři: M. Druckmüller, V. Rušin, M. Dietzel a P. Aniol.

Pozorování koróny je nesmírně obtížné, protože oblasti těsně nad povrchem Slunce nelze pozemskými koronografy zachytit. Jedinou vzácnou příležitostí k zachycení koróny při povrchu Slunce jsou maximálně několik minut dlouhá úplná zatmění Slunce. Nejlepší takové záběry známe doposud díky úchvatným zpracováním profesora Miloslava Druckmüllera, který je shodou okolností také z Brna. Právem mu proto byla v roce 2023 udělena Českou astronomickou společností Nušlova cena za jeho celosvětově uznávaný vědecký přínos matematického zpracování obrazu, díky kterému víme o vnitřní koróně více, než si on sám dokázal v počátcích svého snažení představit.

Mise jako Proba-3 by tedy v budoucnu mohly znamenat revoluci v poznání koróny v oblastech, kam zatím vidíme jen při úplných zatměních. K udržení přesné konfigurace v letové formaci je třeba velmi přesné gyroskopy a aktuátory. Bavíme se zde o přesnosti polohy na milimetr. A právě to je doménou společnosti Honewell, která se dlouhodobě zabývá podobnými technologiemi v aviatice i kosmickém průmyslu.

Letový exemplář tříosého MEMS gyroskopu mise Proba-3 Autor: Honeywell
Letový exemplář tříosého MEMS gyroskopu mise Proba-3
Autor: Honeywell

Čeští inženýři pro misi Proba-3 vyvinuli technologii založenou na mikroelektromechanických systémech (MEMS), která zajistí bezpečnost a funkčnost družice ve složitých situacích v náročném vesmírném prostředí. Je potěšitelné, že i naši inženýři nyní přispěli k tomuto pokroku a mohli se sami zapojit do vývoje náročného přístroje ve smyslu požadavků, které jsou kladeny na hardware misí ESA.

Tomáš Neužil prezentuje informace o tříosém gyroskopu pro misi Proba-3 Autor: Martin Gembec
Tomáš Neužil prezentuje informace o tříosém gyroskopu pro misi Proba-3
Autor: Martin Gembec

Během prezentace pro média nám Michal Závišek, víceprezident a hlavní manažer Honeywell v Brně vysvětlil hlavní strategii firmy, kde bylo zajímavé vidět, jak firma stále rozvíjí úspěšné technologie nejen v aviatice, kde má na co navazovat. Zmíněny byly například systémy umělého horizontu z Apolla, přesné naváděcí senzory FGS z JWST nebo účast na programu Artemis. Budoucností v letectví je také doprava ve městech, kde se uvažuje o zavádění autonomních letounů a tam se budou zkušenosti s přesným řízením také hodit.

Tomáš Neužil předvádí model tříosého MEMS gyroskopu mise Proba-3 v provedení stejném, jako inženýrský model. Je větší než běžné komerční modely asi jeden kilogram. Autor: Martin Gembec
Tomáš Neužil předvádí model tříosého MEMS gyroskopu mise Proba-3 v provedení stejném, jako inženýrský model. Je větší než běžné komerční modely asi jeden kilogram.
Autor: Martin Gembec

Ukázka desek plošných spojů elektroniky gyroskopu pro misi Proba-3 Autor: Martin Gembec
Ukázka desek plošných spojů elektroniky gyroskopu pro misi Proba-3
Autor: Martin Gembec

Tříosé MEMS gyroskopy vyvinuté a postavené v Brně. Vlevo komerční, vpravo speciální, vyvinutý pro misi ESA Proba-3. Autor: Martin Gembec
Tříosé MEMS gyroskopy vyvinuté a postavené v Brně. Vlevo komerční, vpravo speciální, vyvinutý pro misi ESA Proba-3.
Autor: Martin Gembec

Tomáš Neužil, který vedl tým inženýrů, nám pak přiblížil, jaká zařízení vyvíjí a co přesně poletí na misi Proba-3. Poté nám ve vývojových dílnách Honeywell představil inženýrský model samotného gyroskopu, který vyvinuli pro ESA, a také další velice zajímavé zařízení, které bude nyní stále žádanější v kosmickém průmyslu. Zařízení pro optická pojítka mezi družicemi a zemským povrchem, nebo mezi družicemi navzájem.

Natáčecí zařízení s pohyblivým rovinným zrcadlem pro mezisatelitní optickou komunikaci Autor: Honeywell
Natáčecí zařízení s pohyblivým rovinným zrcadlem pro mezisatelitní optickou komunikaci
Autor: Honeywell
Dat produkovaných družicemi je stále víc a je třeba tomu přizpůsobit rychlost přenosu. A právě k tomu se výborně hodí optické spojení pomocí laseru. Nespornou výhodou je také obtížná možnost odposlechu a možnost kvantového šifrování komunikace. V Brně pro tento účel nyní testují zařízení pro mezisatelitní optickou komunikaci s otočnou hlavou a zrcadlem s velmi přesnou optickou plochou odolnou otřesům při letu do kosmu i změnám teplot na oběžné dráze. Než je přístroj vynesen, musí být důkladně testován. Na místě je možné provést například termální testy a také testy vybraných součástí v termální vakuové komoře. Nyní se navíc chystá vylepšení prostor tak, aby mohly být na místě takto testovány celé sestavené přístroje.

Rád bych závěrem za redakci poděkoval za možnost prohlídky prostor a prezentaci práce společnosti. Věřím, že článek může být motivací pro mnohé následovníky současných inženýrů, kteří se na vývoji těchto přístrojů podíleli. Kosmických firem máme jen v Brně několik a své uplatnění tam najdou jak zkušení inženýři, tak studenti. Snad bude mise Proba-3 úspěšná i díky českému přístroji a my uvidíme Slunce jako ještě nikdy předtím. 

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Mise Proba (ESA)
[2] Proba-2 (ESA)
[3] Proba-V (ESA)
[4] Proba-3 (ESA)
[5] Mise ALTIUS (Wikipedia)



O autorovi

Martin Gembec

Martin Gembec

Narodil se v roce 1978 v České Lípě. Od čtení knih se dostal k pozorování a fotografování oblohy. Nad fotkami pak vyprávěl o vesmíru dospělým i dětem a u toho už zůstal. Od roku 1999 vede vlastní web a o deset let později začal přispívat i na astro.cz. Nejraději fotografuje noční krajinu s objekty na obloze a komety. Od roku 2019 je vedoucím planetária v libereckém science centru iQLANDIA a má tak nadále možnost věnovat se popularizaci astronomie mezi mládeží i veřejností.

Štítky: Gyroskop, Proba-3


16. vesmírný týden 2024

16. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 15. 4. do 21. 4. 2024. Měsíc bude v první čtvrti. Rozloučili jsme se s kometou 12P/Pons-Brooks. Z Ameriky dorazily zprávy i fotografie o úspěšném pozorování úplného zatmění Slunce i dvou komet během tohoto úkazu. Aktivita Slunce se konečně opět zvýšila. Proběhl také poslední start velké rakety Delta IV Heavy. SpaceX si připsala rekord v podobě dvacátého přistání prvního stupně Falconu 9. Před deseti roky ukončila dopadem na Měsíc svou misi sonda LADEE zkoumající prach v těsné blízkosti nad povrchem Měsíce.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

ic2087

Titul Česká astrofotografie měsíce za březen 2024 obdržel snímek „IC 2087“, jehož autorem je Zdeněk Vojč     Souhvězdí Býka je plné zajímavých astronomických objektů. Tedy fakticky ne toto souhvězdí, ale oblast vesmíru, kterou nám na naší obloze souhvězdí Býka vymezuje. Najdeme

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

!

Další informace »