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.
Základní informace:
Solar Orbiter veze na palubě celkem 10 přístrojů – fyzikálních experimentů. Češi se podíleli na přípravě hned čtyř z nich. Sonda je tak největším českým vesmírným projektem od osmdesátých let, kdy družice Prognoz 10 v roce 1985 vynesla do vesmíru sedm přístrojů původem z Československa.
Plánovaná délka mise: 7 let, 10 let (prodloužená)
Hmotnost při startu: 1800 kg
Užitečná hmotnost: 209 kg
Rozměry: 2,5 m x 3 m, 18 metrů při rozvinutých solárních panelech
Hlavní výrobce: Airbus
Více na: www.sci.esa.int/web/solar-orbiter
Animace mise: www.sci.esa.int
Text a foto: TOPTEC
Související článek:
Mise Solar Orbiter s českými přístroji odstartovala do vesmíru
