Solar Orbiter začal s měřeními. Z Čech má na palubě jedinečnou optiku

Praha 13. února 2020

Přelomová ESA / NASA družice Solar Orbiter, na které se z významné části podílejí čeští výzkumníci, dnes začala po pondělním startu z amerického Cape Canaveral provádět první pokusná měření. Sonda jako vůbec první pořídí snímky slunečních pólů a bude zkoumat vnitřní heliosféru, která doposud patří k těm nejméně prozkoumaným částem naší nejbližší hvězdy. Klíčovou součástí družice je jedinečná optická soustava vyvinutá a vyrobená českými vědci z Aplikačního Centra TOPTEC v Turnově, který je součástí Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd ČR.

“Vývoj a následná výroba našich zrcadel trvala skoro deset let. Když jsme dostali z ESA první zadání, spočítali jsme, že takto zadaná zrcadla nevydrží start – roztrhnou se. Ihned jsme na to upozornili, ale nikdo nás tenkrát nebral příliš vážně. Při prvních zkouškách se prototypy zrcadel rozpadly přesně tak, jak jsme varovali. Od té chvíle máme v misi, ale i tak trochu v celé ESA, daleko lepší postavení. Když na něco upozorníme, tak teď už se říká “to jsou ti z TOPTEC, ti budou mít pravdu,” říká Vít Lédl, výkonný ředitel centra TOPTEC.

“Zrcadla, která tvoří koronograf METIS, umožní mimo jiné pozorování sluneční koróny  na čáře Lyman-alfa vodíku 121,6 nm, což ze Země provést nelze. Pozorovaná vlnová délka je velmi krátká, a proto potřebujeme extrémně přesná zrcadla,” vysvětluje Lédl. “Pro představu, povrch zrcadel musí být tak přesný, že pokud by místo 20 centimetrů měla velikost jako Máchovo jezero, nepřesnost by mohla být maximálně tak velká, jako jsou vysoké vlnky na hladině při bezvětří. A přesně taková musí zůstat i přes obrovské teplotní výkyvy, kterým budou čelit,” vysvětluje Lédl.

Při přiblížení na nejkratší vzdálenost od Slunce, zhruba 42 milionů kilometrů, tedy blíže než jakákoli jiná evropská družice v historii, musí tepelný štít sondy vydržet teplotu kolem 500 °C, naopak v odsluní je sonda vystavena spíše mrazu. Teplotní rozdíly uvnitř sondy dosahují až 80° C. Optika koronografu přitom musí zůstat přesně seřízena. Sonda se bude také  potýkat s energetickými částicemi solárního větru. Celý optický systém koronografu nemůže vážit víc než jeden kilogram a musí vydržet nejméně sedm let.

“Pro výrobu přesných optických prvků musíme udržovat prostředí bez prachu a se stálou teplotou. Pro představu s jakou přesností tu pracujeme – když do místnosti s některými přístroji vstoupí člověk navíc, my to pak na výrobku poznáme a musíme optickou plochu opravit, protože se v tu chvíli materiál vlivem zvýšené teploty nepatrně ale ne nevýznamně  roztáhl,” připomíná Lédl.

TOPTEC sídlí na okraji Turnova v nájmu v jedné z dnes už poněkud historických budov z minulého století postavených zejména pro účely výroby klasické optiky, která nevyžadovala  speciální prostředí. “Udržovat zde laboratoře s čistými prostory je náročné i nákladné. Navíc tu již nelze dosáhnout vyšší čistoty vzduchu, kterou bychom potřebovali pro nejpokročilejší výzkum a prototypování,” říká Lédl a dodává, že díky skvělé spolupráci s Městem Turnov a Libereckým krajem již TOPTEC – ÚFP AVČR  hledá možnosti výstavby nových prostor.

Jiří Sochor

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *