Odborníci z Vysokého učení technického v Brně pracují na generátoru plazmatu, který by měl pohánět satelity na velmi nízké oběžné dráze kolem Země. Ty pohon nutně potřebují, bez něj by je přitáhla zemská gravitace.
Brněnští vědci pracují na plazmovém pohonu pro družice. Jeho funkčnost ale bude nutné otestovat
Generátor plazmatu, který na VUT vytvářejí, je založený na tvorbě iontů s pomocí vysokofrekvenční elektromagnetické energie. „Elektrický pohon satelitu existuje dlouho a satelity ho běžně používají. Zároveň mají všechny společné i to, že si vezou zásobu plynu, ze kterého pak vytváří ionty. Zásoba je ale samozřejmě omezená a motor slouží obvykle jen na nějakou krátkou manipulaci, zpřesnění dráhy a manévry. Pokud by měl motor sloužit jako kontinuální pohon, tak satelity vydrží jen krátkou dobu,“ uvedl doktorand Karel Juřík, který se na vývoj generátoru soustředí.
Ten je určený pro družice, které by kolem Země obíhaly na velmi nízké oběžné dráze, kde je ještě zbytková atmosféra. Pokud by satelit neměl žádný pohon, za velmi krátkou dobu by spadl – gravitace Země by si ho rychle přitáhla. S využitím současného pohonu by na velmi nízké oběžné dráze vydržel několik měsíců, možná dokonce jen týdnů. Jenže věda tyto nízké orbity potřebuje studovat – právě proto, jak složitý je jejich výzkum, jsou prozkoumané méně než jiné části oběžné dráhy.
Pohon na zbytky
Společnost SpaceLab EU proto přišla s myšlenkou sběru atomů zbytkové atmosféry. „Ty by se daly ionizovat a využít k tvorbě plazmatu, což by v ideálním případě znamenalo neomezenou životnost satelitu. Respektive omezovalo by ji například zastarání technologií nebo koroze, ale doba provozu by se výrazně prodloužila,“ nastínil Juřík.
Na projektu se podílí i brněnská společnost PlasmaSolve, která se zabývá simulací plazmatu a vzájemným reagováním polí s plazmatem. „My řešíme vysokofrekvenční část a její fyzickou realizaci. Snažíme se vytvořit zdroj tak, aby měl vysokou účinnost přenosu elektromagnetické energie na ionty a zároveň byl schopen pracovat při nízkých tlacích, což je klíčová věc celého projektu,“ uvedl Juřík.
Problémem je, že vědci prozatím nemohou otestovat, jak dobře bude nové řešení fungovat. Prostředí atmosféry na velmi nízké oběžné dráze se v laboratoři napodobuje obtížně, takže výslednou funkčnost potvrdí až samotné vypuštění satelitu. „Z toho, co víme, tak to nyní není schopen kvalifikovaně otestovat nikdo. Tohle bude veliké překvapení. Máme však simulace a ty nám říkají, že by to fungovat mělo. V budoucnu nás čeká experiment, ale na ten už musíme nějaký prototyp satelitu mít,“ vysvětlil vedoucí skupiny na VUT Petr Drexler.
K čemu se hodí satelity na nízké orbitě
Využití satelitů na velmi nízké oběžné dráze by mělo řadu výhod. Optické přístroje umístěné na satelitech by měly lepší rozlišení, využití satelitního internetu by bylo možné kdekoliv na světě prakticky okamžitě. A mají i výhodu ve vztahu k životnímu prostředí. „Když tam satelit přestane fungovat, tak během pár týdnů začne klesat a bezpečně shoří v atmosféře. Musí být samozřejmě správně navržený, aby nespadl na Zemi a nikoho nezranil, ale aby při sestupu celý shořel. (Oběžná) dráha se tak sama bude čistit od starých satelitů,“ uzavřel Juřík.
