Nedávny úspešný let programu Artemis 2, ktorý zastrešila americká NASA, ukázal, že jednou z najrizikovejších častí misie je návrat kozmického modulu do zemskej atmosféry. Práve vtedy sa povrch kapsuly zahrieva až na teplotu dva a pol tisíc stupňov Celzia. Preto potrebujeme pri návratových manévroch odolné tepelné štíty. Jeden taký vyvíjajú študenti Leteckej fakulty Technickej univerzity v Košiciach.
Experiment testovali vo Švédsku
Svoj projekt inovujú už tri roky a pracovať na ňom mohli vďaka pridruženému členstvu Slovenska v Európskej vesmírnej agentúre (ESA). Spočiatku šlo iba o študentskú súťaž, až neskôr sa z nevinného nápadu stal produkt, ktorý sa môže používať v praxi.
„Napokon sme náš koncept hybridného tepelného štítu navrhli pre projekt Rexus-Bexus,“ hovorí Lukáš Hudáček zo študentského tímu, ktorý sa nazýva HARTS (angl. skratka pre Hybridný tepelný štít).
„Rexus-Bexus umožňuje študentom umiestniť svoje experimenty na reálnu vesmírnu raketu. My sme sa doň zapojili a cestovali sme až za polárny kruh do švédskej Kiruny na základňu Esrange. Ide o špičkové kozmické centrum. Sme presvedčení, že naším výskumom môžeme prispieť k bezpečnému návratu astronautov, rakiet a rôznych kapsúl z obežnej dráhe Zeme.“
Ich výsledný produkt pripomína malú okrúhlu čiapočku, akú u nás bežne nosia biskupi. „Má to taký tvar, pretože sme náš experiment museli vopchať do malého vyhadzovacieho systému. Prvá časť tejto čiapočky je vyrobená z dvanástich vrstiev uhlíkových vlákien,“ približuje Lukáš Hudáček.
Jednotlivé časti spojili dokopy fenolovou živicou, ktorá je známa svojou tepelnou odolnosťou. Vnútri jednotlivých vrstiev by sme našli aj malé potrubia. Pridali ešte uhlík a štít následne vypiekli v trúbe podobne ako pri hrnčiarskych výrobkoch. Výsledkom je akási keramická miska.
Zaujali zahraničie
Prvé testy dopadli dobre, so štítom leteli až do výšky 80 kilometrov, hoci pri svojom páde sa zahrial iba na teplotu 250 stupňov Celzia, a celý ho ani nemohli spustiť pre nefunkčnú elektroniku, pretože pred štartom podcenili prípravu a neotestovali všetky inžinierske systémy.
Zamerali sa preto na úspech mechanických častí, za ktoré zodpovedala aj študentka Barbora Stupavská: „Mali sme na starosti to, ako modul vyzeral a ako bol zostavený. Mojím hlavným programom bolo skladanie brzdiaceho padáku. Ten nám však zakázali použiť, pretože nám chýbali spomínané testy,“ dodáva Barbora Stupavská.
Vyskúšať v prevádzke ho chcú aspoň po vypustení z paluby lietadla. Napriek nedokonalostiam ich projekt zaujal popredných vedcov a vesmírnych inžinierov zo zahraničia. „My ako študenti pokračujeme,“ zdôrazňuje Lukáš Hudáček. „Boli sme vybraní do programu ESA BIC (European Space Agency Business Incubation Centre – Inkubačné centrum Európskej vesmírnej agentúry), kde budeme náš návrh zdokonaľovať. Plánujeme tepelný štít naďalej dizajnovať a dostať sa s ním až na orbitu.“
Potenciál vidia aj vo vyplnení diery na vesmírnom poli Starého kontinentu. „V Európe sa totiž nenachádza žiadna firma, ktorá by poskytovala prístup k tepelným štítom. Ak chce nejaká krajina či spoločnosť letieť do vesmíru, musí si vyrobiť vlastné ochranné prvky. Preto by naša iniciatíva mohla v budúcnosti zásobovať všetky projekty. Znížili by sme tým ich cenu a urobili by sme Európu samostatnou a nezávislou od dodávateľských reťazcov a komplikovaného vývoja,“ vysvetľuje Lukáš Hudáček.
Slovensko je členom ESA
European Space Agency (ESA) je medzinárodná organizácia zameraná na výskum vesmíru, vývoj satelitných technológií, pozorovanie Zeme a podporu európskeho kozmického priemyslu. Združuje viacero krajín, ktoré spoločne financujú vedecké misie, technologické projekty a výskum v oblasti kozmonautiky.
Slovensko je pridruženým členom ESA od roku 2022, čo domácim firmám, univerzitám a výskumným inštitúciám umožňuje zapájať sa do medzinárodných vesmírnych projektov a uchádzať sa o spoluprácu na vývoji moderných technológií.
„Už sa dostávame od výskumu a vývoja aj ku konkrétnym obchodným príležitostiam. V oblasti vesmírneho podnikania a služieb, ktoré získavame kozmickým technológiami, pôsobí na Slovensku už viac ako 40 subjektov,“ dodáva Michal Brichta zo Slovenskej vesmírnej kancelárie.
text: Lukáš Mano
foto: autor/archív HARTS