Dostat jakýkoliv náklad na oběžnou dráhu Země a dál je stále velice drahé. Proto je každý experiment, jehož postatou je otestování technologie, jež dokáže v budoucnu ušetřit nemalé množství paliva a energie, velice potřebný.  Představte si družici, která pluje ve formaci s kosmickou stanicí, bere si z ní bezdrátově energii a navíc kosmonauti na stanici dokáží měnit její polohu vůči stanici, případně jí od stanice odpoutat, aniž by přitom spotřebovali gram paliva.

4. listopadu 2013 provedl na ISS v modulu Kibo palubní inženýr Mike Hopkins první ze série experimentů, jejichž výstupy mohou být využity u mnoha aplikací pro kosmické stroje. Jednalo se o elektromagnetické udržování formace a vzájemné předávání elektrickou energie přes otevřený prostor. Testovací prstence dodané Ministerstvem obrany USA dopravila na stanici na stanici v srpnu japonská zásobovací loď HTV 4 neboli Kounotori 4 vynesená raketou H-II. Prstence byly vyjmuty z útrob lodi a 27.srpna podstoupily úspěšně kontrolu. V podstatě se jedná o pár vodivých cívek navržených tak, aby se vešly na dvě ze tří staničních experimentálních robotických koulí (SPHERES – Synchronized Position, Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites) o niž jsme psali ve starším článku.  Experiment s prstenci bude prvním pokusem o elektromagnetické polohování volně poletujících satelitů v prostředí mikrogravitace.

„Pokud můžete udržet vzájemnou polohu dvou kosmických objektů, pak budete potřebovat pohon pouze na jednom z nich,“ říká Javier de Luis, viceprezident výzkumných programů v Aurora Flight Sciences, který stavěl letový hardware pro „robokoule“ a prstence.

Tři 18-ti stranné koule SPHERES jsou volně létající zařízení k testování software, konstruovaná pro provoz v jednom z tlakových modulů na ISS. Každá z nich je velikosti volejbalového míče a na Zemi by vážila 3,5 kg.  K manévrování používají SPHERES oxidu uhličitého z vlastních nádrží (v podstatě tlakových bombiček), které mohou na stanici doplňovat. K napájení své vnitřní avioniky, software, komunikace a měřicích systémů jim slouží baterie AA.

Prstence připevněné na SPHERES o průměru 0,77 metrů obsahují rezonanční cívky, chladicí ventilátory, montážní konstrukce a dvě lithium-iontové dobíjecí baterie, plus elektroniku potřebnou k ovládání napájení cívek. Ve 3 hodiny dlouhém experimentu Mike Hopkins načetl do obou koulí s prstenci testovací software a umístil je tak, aby byly volně plovoucí. Poté aktivoval testovací program.

Vědci z Marylandské university a vojenské agentury DARPA, sledovali ze země, jak software generoval přitažlivé,  odpudivé a smykové síly mezi oběma plovoucími předměty, zatímco kosmonauti a pozemní výzkumníci zaznamenávali výsledné interakce, které měly být dle předpokladů v rozsahu od pár decimetrů do několika metrů. Protokol experimentu obsahoval také pokus o přenesení energie z jednoho prstence na druhý „přes rezonanční indukční vazby.

Experimentů s prstenci je do jara 2014 plánováno ještě několik. Z tohoto prvního zatím nejsou k dispozici výsledky. Předpokládá se, že zveřejněno bude až celkové zhodnocení po provedení všech plánovaných experimentů.

„Postupujícím rozšiřováním naší znalostní základny o ovládání formací družic a bezdrátovým přenosem energie, můžete očekávat, že budoucí systémy umožní lepší přerozdělení regulačního výkonu mezi jednotlivé satelity a potenciálně zvýší schopnosti účinně přenášet výkon na dálku, případně zmírní potřebu náhradního nebo záložního (např. baterie) zdroje energie, „uvádí NASA.

Provedené testy jsou založeny na práci Massachusetts Institute of Technology (MIT) pro agenturu DARPA, týkající se generování elektromagnetických polí pomocí vysokoteplotních supravodivých cívek. „Použitím těchto technologií na skutečných kosmických lodích v otevřeném vesmíru by mělo být možné udržovat pevně jejich formaci na vzdálenost desítek až stovek metrů,“ tvrdí de Luis.

Máte-li 8 minut času, tak si video z testu můžete prohlédnout zde. I z něj je patrné, že se jedná o první opatrné seznamování s budoucí perspektivní technologií.

Vedoucím testu byl Ray Sedwick z University of Maryland, kde byly testovací stroje navrženy. Jako zástupce agentury DARPA spolupracovala Melissa Wright.

Autor originálu: Frank Morring, Jr. (přeloženo a doplněno)

Zdroje informací:
http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/asd_10_21_2013_p01-02-628403.xml
http://www.nasa.gov/content/station-crew-starts-very-busy-week/#.UnycnjfSpgM
http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/916.html

Zdroje obrázků:
http://www.aviationweek.com/media/images/fullsize/Space/ISS/DOD_Spheres_Rings_Experiment-MIT.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/946xvariable_height/public/iss037e025868.jpg?itok=xwyAz-GJ
https://pbs.twimg.com/media/BYbJ7dqIYAA31Pd.jpg:large