VZLUSAT-1, česká družice na světové úrovni

VZLUSAT-1 není úplně standardním zástupcem družic, které by vznikaly pouze v rámci výzkumných ústavů nebo univerzit. Družice jako taková byla sice vyvinuta ve Výzkumném a zkušebním leteckém ústavu za finanční podpory Technologické agentury ČR a pracovalo na ní i mnoho dalších ústavů a univerzit, ale tentokrát v tom nebyly samy. Jedinečné je zapojení soukromého sektoru, který poskytl nejen část potřebných financí, ale také obdivuhodnou vědeckou náplň. V České republice se tak podařilo velmi cenné spojení komerčního zájmu s vědeckým výzkumem, a navíc ještě na vesmírném poli. Pojďme se ale podívat blíže na družici a vědecké experimenty, které nese.

2 kostky plné technologií

VZLUSAT je zástupcem takzvaných cubesatů, což je standardizovaná platforma malých družic tvořených krychlemi o hraně 10 centimetrů a váze do 1,33 kg. Jejich stísněný interiér pak nabízí možnost pro realizaci vědeckých experimentů. Česká družice je 2U cubesat, což znamená, že je tvořena dvěma bloky klasického cubesatu, a má tedy rozměry 10×10×20 centimetrů. Družice váží dva kilogramy. Do stísněného prostoru družice se krom komunikační aparatury, počítače a energetického zázemí vešlo ještě pár velmi zajímavých přístrojů.

Asi nejzajímavějším vědeckým experimentálním přístrojem je velmi malý rentgenový teleskop. Teleskop je schopný detekovat rentgenové záření v rozsahu 3-60 keV, a dokáže tedy pracovat s vyššími energiemi než kterýkoli jiný obdobně malý rentgenový teleskop ve vesmíru. Optika teleskopu je založena na širokoúhlém systému typu račí oko tvořeném multifóliovou optikou, který byl vyvinut společností Rikagu. Došlé rentgenové paprsky pak dopadají na pixelový senzor Timepix s rozlišením 256×256 pixelů. Tento pixelový senzor byl vyvinut v rámci mezinárodního konsorcia v Ústavu technické a experimentální fyziky Českého vysokého učení technického v Praze (UTEF ČVUT). Zajímavostí teleskopu je to, že vyžadoval i specifické mechanické vybavení. Pro dostatečnou ohniskovou vzdálenost musel být cubesat vybaven teleskopickým nástavcem, který se po vynesení do vesmíru rozvinul. Toto řešení je pro cubesaty technologicky náročné a jeho úspěšná funkce je hodna uznání.

Velké cíle malé družice

Velmi zajímavý je i soubor materiálových experimentů. Jedná se o soubor pokovených kompozitních materiálů, které mají ověřit svoji odolnost proti nebezpečnému kosmickému záření a radiaci. Cílem je vytvořit materiály, které by kosmickou radiaci co nejlépe odstínily. Výsledný materiál pak může být použit pro stínění počítačů velkých družic či drahých přístrojů, ale tvůrci tohoto materiálu nezůstávají jen při zemi. Materiál by mohl být použit i pro lety s lidskou posádkou nebo jako ochrana budoucích stanic na povrchu Měsíce a Marsu. Tento experiment nezůstává jen u měření úspěšného stínění radiace, ale měří také mechanické a tepelné vlastnosti jednotlivých materiálů, především pak uvolňování těkavých látek – vlastně odpařování materiálu ve vakuu. Výsledky pomohou předpovědět vliv uvolněných prvků na okolní přístroje.

Posledním velkým experimentem je měření atomárního kyslíku ve vysokých vrstvách atmosféry přístrojem FIPEX. Tento experiment spadá do mezinárodního projektu sítě malých družic QB50. Cílem je měření takzvané termosféry (nacházející se ve výšce přibližně 500–700 km) která obsahuje malé množství aktivního atomárního a molekulárního kyslíku. Když se tento kyslík střetne s pevným objektem, vyvolá chemickou reakci. To má za následek stárnutí a korodování konstrukčních materiálů sond, které se v této oblasti oběžné dráhy pohybují. Projekt QB50 má tuto oblast zmapovat a určit, kde jsou popsané procesy jak silné.

Komunikace s Plzní

VZLUSAT je dále vybavena laserovým koutovým odražečem, který slouží pro přesné měření vzdálenosti pomocí odrazu laserového paprsku. Takové měření nicméně vyžaduje extrémně přesnou laserovou optiku, která se ovšem nachází nejblíže v Německu, a koutový odražeč tedy bude využit až v pozdějších fázích letu. Družice má výklopné panely, které jí dodávají dostatek energie. Má také antény, skrz které komunikuje s plzeňskou pozemní stanicí umístěnou na budově Fakulty elektrotechnické. Právě tým z Fakulty elektrotechnické ZČU v Plzni se podílel na vývoji komunikačních prostředků družice. Na webových stránkách plzeňské pozemní stanice (www.vzlusat1.cz) pak dokonce můžete sledovat aktuální stav družice, její telemetrii a v době přeletu i aktuální přenesená data.