Ze ‚Štatlu‘ až k Jupiteru. Speciální povlak pro evropskou sondu JUICE testují v Brně
Až v roce 2023 odstartuje sonda JUICE svou výzkumnou cestu k Jupiteru a jeho měsícům, její povrch bude z části pokrytý speciálním povlakem, který testovali vědci z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd v Brně. Konkrétně měřili schopnost tohoto materiálu pohlcovat, nebo naopak vydávat tepelné záření za velmi nízkých teplot. K tomu jim posloužila vlastní unikátní kryogenní aparatura.
Tomáš Králík ze skupiny Kryogenika a supravodivost z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd České republiky drží v ruce dvě ukázky materiálů nanesených na kovová kolečka, která tak připomínala větší hladké mince. Podobně vypadaly i vzorky, které testovali pro Evropskou kosmickou agenturu.
„Ten materiál je poměrně známý. Je to v podstatě směs keramik, keramických prášků, spojený křemičitanovým pojivem. Je to vymyšleno tak, aby to dobře drželo na hliníku a je to zcela anorganická záležitost zřejmě kvůli tomu, aby to vydrželo i velmi vysoké teploty, kterým to může být vystaveno. Aby se to neodplyňovalo třeba ve vakuu. Ten povrch musí splnit spoustu dalších fyzikálních vlastností, co se týče odolnosti,“ popisuje Králík.
Od pokojové teploty do minus 260 stupňů
Vedle vysokých teplot ale bude sonda JUICE na své cestě vesmírem vystavená i těm nízkým teplotám. A přesně takové prostředí dokážou vytvořit vědci z Ústavu přístrojové techniky v jejich unikátní kryogenní aparatuře, kterou sami vyvinuli.
„My to měříme od pokojové teploty, tedy asi od 27 stupňů Celsia, až po velmi nízké teploty, což je minus 260 stupňů Celsia,“ ukazuje Králík.
Tepelná regulace sond je totiž v kosmickém prostoru velmi závislá právě na tepelně-optických vlastnostech povrchového materiálu, které v tak mrazivých podmínkách dokážou otestovat zatím jen v Brně.
„Nás zajímá schopnost toho povrchu vyzařovat a absorbovat tepelné záření,“ vysvětluje Králík. Každý povrch, který má nějakou teplotu, byť velmi nízkou, je zdrojem elektromagnetického, tedy tepelného záření
A právě schopnost vyzařovat, nebo pohlcovat energii vědci v Brně zkoumají. Podle Jiřího Frolce ze skupiny Kryogenika a supravodivost Ústavu přístrojové techniky, který se na testování povlaku sondy podílel, vyšly výsledky v hodnotách odpovídajících materiálu s vysokou mírou tepelného vyzařování.
Měření zároveň odhalila dosud neznámou teplotní závislost emisivity na teplotě povrchu vzorku.
„Ten vzorek vypadal jako bílá omítka na zdi, takový matný bílý povrch. Typy vzorků byly dva. Byl to tedy tentýž materiál, ale byl ve dvou tloušťkách. Obecně můžeme říct, že ten povrch byl hodně v uvozovkách černý, tedy že vyzařoval – bylo to asi 90 procent ideálu,“ říká Jiří Frolc.
Díky této úspěšné spolupráci se výzkumné a vývojové centrum Evropské kosmické agentury ESTEC dohodlo s Ústavem přístrojové techniky Akademie věd na dalších projektech.
Testovat by v budoucnu měli jak materiály s konkrétním využitím, tak i takové, u kterých ještě neznají jejich technologickou budoucnost. Rozhodnout o ní tak mohou třeba právě výsledky měření v brněnské kryogenní aparatuře.
Poslechněte si celou Vědu Plus.
Uslyšíte, že do péče o klienty v sociálních službách se zapojují moderní technologie. Ošetřovatelské centrum Prahy 12 testuje nového robotického zaměstnance Robina.
Asi tisíc lidí napříč americkými ambasádami po celém trpělo únavou, točením hlavy nebo slyšelo podivné až bolestivé zvuky. Podle předběžné vyšetřovací zprávy je ale příčinou takzvaného havanského syndromu únava a stres.
