Zásobovací loď Cygnus by měla na svou cestu k Mezinárodní vesmírné stanici vyrazit dnes krátce po čtvrté hodině ráno našeho času. Ještě než přijde start, můžeme se detailně seznámit s nákladem, který tato šestá zásobovací mise lodi s labutí ve znaku, nese na své palubě. Hlavní důraz budeme jako vždy klást na vědecké experimenty, kterých není v tomto případě vůbec málo. Celkově se v útrobách lodi ukrývá více než 3200 kilogramů nákladu.

Abychom byli přesní – celková hmotnost uložených věcí je 3279 kilogramů a pokud započítáme také obaly, dostaneme se na 3395 kg. A nyní už se podíváme na všechny položky ze seznamu.

Vědecké vybavení: 777 kg

• Pro NASA: ARTE, METEOR, STRATA-I, SPHERES Docking Port, SAFFIRE-I, Additive Manufacturing Facility, Various Combustion Integrated Rack & Human Research Facility Supplies
• Pro CSA (kanadská agentura): MARROW, Vascular Echo
• Pro ESA: Airway Monitoring, ENERGY, Fluid Science Laboratory
• Pro JAXA: Cell Biology Experiment Facility 1G centrifuge, BLR48, J-SSOD vypouštěcí zařízenípro satelity, Exposed Facility Unit adapter with GPS Wheel Demo

Zásoby pro posádku: 1139 kg

• 169 balíčků s jídlem
• 6 balíčků pro ruskou posádku
• Hygienické vybavení pro ruskou posádku
• Papír a inkoust do tiskárny

Vybavení pro stanici:  1108 kg

• Výměna MDM karty s obvody
• Náhradní díly pro ECLSS
• Sada pro zkoušky vody
• Výměnné díly pro systém přípravy vody

Nástroje pro výstupy do volného prostoru: 157 kg

• Díly pro skafandr EMU (nohy, boty, tělo)
• Systém METOX pro odstraňování oxidu uhličitého
• Zařízení pro detekci znečištění

Počítačové vybavení: 98 kg

• Laptop a tiskárna
• Pevné disky a kabely
• kamery, fotoaparáty a příslušenství

Asi nejzajímavějším experimentem na palubě lodi Cygnus je SAFFIRE, který přijde ke slovu, až loď odletí od ISS a bude ji čekat zánik v atmosféře. Uvnitř této bedny s rozměry 53 x 90 x 133 centimetrů se zapálí vzorek materiálu, který se používá i na ISS a senzory budou zkoumat, jak se plameny šíří. Celému experimentu jsme věnovali samostatný článek a proto jej zde již nebudeme rozebírat a raději se podíváme na další experimenty.

METEOR: Pozorní čtenáři si jistě vzpomenou, že o tomto experimentu už někdy slyšeli. Nemýlíte se – první exemplář byl na palubě třetí zásobovací lodi Cygnus, která v listopadu 2014 skončila krátce po startu v plamenech. Krátce po nehodě začali technici upravovat záložní model, aby splňoval podmínky modelu letového. Práce proto postupovaly rychle a druhý exemplář byl uložen do nákladového prostoru sedmé zásobovací lodi Dragon, ovšem ani ta se nedostala na oběžnou dráhu. Neskutečná smůla, kterou si tým okolo tohoto experimentu vybral je ale nezlomila a proto je nyní připraven třetí exemplář, jehož úkolem bude z paluby ISS sledovat malé kosmické kamínky, které vstupují do atmosféry, kde shoří jako padající hvězdy, neboli meteory.

ISS poskytne unikátní nadhled na celý proces a vědci si slibují, že s pomocí tohoto experimentu, který je první svého druhu, detailněji prozkoumají složení oněch malých kamínků. Princip není složitý  stačí důkladně zmapovat světlo, které „padající hvězdy“ vydávají a na základě toho můžeme určit jejich složení. Na Zemi tyto pokusy dělat nemůžeme – brání nám v tom třeba interakce se zemskou atmosférou (např. ozonosférou), ale i fakt, že nad našimi hlavami zase až tolik prachových částic nezaniká. Ale posádky na ISS denně pozorují hned několik meteorů.

Přístroj METEOR se skládá z kamer s vysokým rozlišením a softwaru, který analyzuje natočený materiál a vyhledává na něm jasné stopy, které po sobě meteory zanechávají. Pak už stačí jen prověřit spektrum těchto stop a rázem známe složení těchto drobných úlomků. Cílem experimentu je hledání přítomnosti uhlovodíků. Přístroj bude umístěn po dobu dvou let u okénka na ISS, které je určené k automatickému sledování Země – bude tak nonstop sledovat naši planetu, která ubíhá pod stanicí. Kamera je vybavena filtrem, který zajišťuje, že na čip pronikne pouze viditelné světlo s vlnovou délkou maximálně 700 nanometrů.

Ve snímcích budou vědci hledat stopy po spektrálních čárách železa(370 nm), vápníku (393 nm), hořčíku (518 nm) a sodíku (589 nm). Sklo okna, přes které se bude pozorovat má sice sníženou propustnost na vlnové délce 370 nanometrů, ale pro základní výzkum to stačí. Specialisté se těší na výsledky nasbírané například při meteorických rojích, protože analýzou těchto částic nepřímo prozkoumají složení mateřské komety, která tyto drobné úlomky uvolnila. Stejně tak bude zajímavé studovat stopy po zániku lidmi vyrobených objektů, které shoří v atmosféře – například zásobovacích lodí.

Strata-I: Úkolem tohoto experimentu je prozkoumat chování regolitu, tedy poměrně jemného prachu, který pokrývá například povrch Měsíce, nebo asteroidů. Regolit se v mnoha ohledech liší pod pozemské hlíny, nebo prachu – nachází se totiž na tělesech bez atmosféry, nejsou v něm žádné stopy života a vzniká nejčastěji impakty cizích těles, která rozbíjejí původní povrch. Chování regolitu ve stavu mikrogravitace je dnes prakticky neznámé. To s sebou nese problémy při plánování budoucích misí, které by rády využily regolitu k ukotvení sondy – například formou harpun nebo kotev.

Strata-I má kromě jiného prozkoumat, jak bude regolit reagovat na povrch kosmické lodi, nebo skafandru a zda je možné zpracovávat jej ve velkých objemech. To je zase důležité pro plánované systémy, které by z regolitu těžily různé zajímavé prvky a sloučeniny. Naše dosavadní znalosti jsou založeny pouze na nepřímých zkušenostech sond Stardust, Rosetta/Philae a Hayabusa. Díky nim víme, že regolit se může po povrchu malých těles pohybovat jako pozemské sedimenty podle toho, jak je povrch komety/asteroidu deformován.

V rámci experimentu Strata-I budou dlouhodobému stavu mikrogravitace vystaveny čtyři válce z čirého polykarbonátu s napodobeninami regolitu – namátkou jde třeba o skleněné korálky, nebo na prach roztlučené meteority. Každý válec o vnitřním průměru 6,3 cm obsahuje zařízení zvané „Entrapulátor“, které vzorky stlačí po dobu startu a přistání, aby nebyla poškozena struktura, která vznikne při pobytu ve stavu beztíže.

Průběh experimentu budou sledovat 4 HD kamery a o dostatečné osvětlení se postará pás LED diod. Snímky se uloží na přiloženou SD kartu,  jejíž pomocí se fotky čas od času pošlou na Zemi. Odborníci se zaměří hlavně na to,jak se úlomky různých velikostí ve stavu mikrogravitace pohybují a jak jejich velikost ovlivňuje umístění.

Každý válec obsahuje vzorky tří velikostí, které jsou před startem dokonale oddělené do tří vrstev. Například skleněné kuličky mají velikost 2, 5 a 10 milimetrů, přičemž každá velikost má svou vlastní barvu, drcený meteorit má zrnka o velikosti 1 – 4 milimetry, takže je zajištěno důkladné prozkoumání všech možných variant. tento experiment by se měl na Zemi vrátit po ročním pobytu na stanici.

Gecko Gripper: Asi všichni známe gekony – malé ještěry, kteří dokáží velmi obratně lézt po stěnách, které mohou být třeba skleněné. Experiment Gecko Gripper si klade za cíl technologii gekoních tlapek přenést do zařízení, které by umožňovalo na pokyn přilnout k podkladu ve stavu beztíže. Gekoni za svou vlastnost vděčí bezpočtu drobných, mikroskopických chloupků, které se opakovaným použitím nepoškozují.

Pokud by se podařilo tento postup využít v technice, otevřelo by to mnoho nových možností – namátkou roboty, kteří by se mohli pohybovat po exteriéru stanic a kosmických lodí, nebo manipulační systémy, které by snadno uchopily a uvolnily transportovaný materiál. Technologický demonstrátor také využívá drobných chloupků a účinku van der Waalsových sil. Jeho výhodou je ale to, že lehkým pohybem do strany může být přilnutí snadno deaktivováno. Zařízení je schopné mnoha tisíc pracovních cyklů bez omezení přilnavosti- výhodou je, že na povrchu, na který má přilnout, nezanechává žádné stopy, pozůstatky, či vlákna a povrch není žádným způsobem poškozený.

V rámci experimentu Gecko Gripper letí na ISS tři sady pokusných plošek se třemi různými velikostmi. Každá sada obsahuje dvě přilnavé plochy, mezi kterými je pružina, takže zatímco operátor připraví podklad, jsou tyto plochy přiloženy k sobě. Po přiložení k povrchu se na plochy zatlačí silou zhruba jednoho kilogramu. a poté už by měly udržeti desetikilové břemeno. Pro oddělení stačí zmáčknout obě plošky k sobě, což je oddělí od povrchu.  Zkoušky na ISS mají hlavně ověřit výsledky nasbírané na Zemi. Stejně tak se bude zkoumat, jaká je využitelnost tohoto systému, pokud by se zvětšil, aby unesl větší náklad.

Additive Manufacturing Facility – Jde o druhou 3D tiskárnu, která se podívá na ISS. První sem letěla v roce 2014 a jejím úkolem bylo ověřit, jak funguje 3D tisk ve stavu mikrogravitace. To se úspěšně podařilo a druhá tiskárna tak může zahájit druhou fázi výzkumu. V ní se bude pozornost zaměřovat na možnost využití 3D tisku na výrobu například náhradních dílů a dalších užitečných součástek,které by mohly najít využití při dlouhodobých letech mimo zemské gravitační pole.

Oproti první tiskárně je AMF téměř dvakrát větší, takže poskytuje větší tiskový prostor a také je určena k trvalému uložení na stanici – proto dostala podobu, ve které může být umístěna do prefabrikované skříně s experimenty. AMF dokáže tisknout z mnoha materiálů – od akrylonitrilbutadienstyrenu (ABS), přes polyetylen s vysokou hustotou (HDPE) až po polyetherimid/polykarbonát. Tiskový prostor je 18 x 14 x 10 centimetrů.

ARTE: Zkratka vychází z anglického výrazu „Advanced Research Thermal Passive Exchange“, což můžeme přeložit jako pokročilý výzkum pasivní tepelné výměny. Jeho cílem je přijít s novým systémem lehkých trubic, které pasivně odvádí přebytečné teplo pryč. Hospodaření s teplem, které produkuje elektronika je velmi důležitý obor při konstrukci každé sondy, kosmické lodi, nebo stanice. Nová metoda má snížit váhu a zvýšit efektivitu těchto systémů.

Základem jsou heat pipes – trubičky, které znáte třeba z chladiče svého procesoru, kde odvádí přebytečné teplo pryč. Kapilární tlak se tu využívá k transportu hmoty – v tomto případě kapaliny, která je přivedena k teplému místu, kde absorbuje teplo, přemění se v plyn, který je následně odveden do kondenzátoru. Tady plyn odevzdá své nasbírané teplo a změní se v kapalinu, takže celý proces může pokračovat.

Experiment ARTE je zhruba 20 centimetrů dlouhá krabička, která bude studovat možnosti různých chladících médií – od roztoku pentan-isohexanu až po vodu s butanolem. Důraz se přitom klade na použití co nejméně toxických látek, protože systém by měl najít uplatnění i u pilotovaných lodí. Testovat se bude při teplotách 10 – 100°C, Nový systém otestuje použití malých kanálků díky kterým by měl být přechod do kapalné fáze v kondenzátoru rychlejší.

MARROW:  Opět jde o zkratku z „Bone Marrow Adipose Reaction: Red Or White?“, cíle experimentu je prozkoumat účinky mikrogravitace na lidskou kostní dřeň. Ví se, že dlouhodobý pobyt ve vesmíru, stejně jako dlouhodobý pobyt v posteli u nepohyblivých pacientů mají negativní vliv na dřeň a s tím spojenou produkci krvinek. Lepší pochopení tohoto procesu může pomoci jak kosmonautům, tak i lidem na Zemi. Při experimentu se bude studovat interakce kostní dřeně s tukovými buňkami, což má na produkci krvinek také velký význam.

Miniature Exercise Device: Zařízení se zkratkou MED-2 je ukázkový projekt zaměřený na testování kompaktních systémů, které s využitím robotických pohyblivých součástek kladou požadovaný odpor cvičícím astronautům. Prostor na stanici je omezený a klasické posilovací stroje ze Země se sem vejdou jen s problémy. Cvičení je ale bezpodmínečně nutné pro udržení těla v alespoň trochu normálním stavu. V mikrogravitaci ochabují svaly včetně srdce a návrat na Zemi bez pravidelného posilování by mohl skončit tragicky.

Astronauti proto momentálně cvičí na poměrně velkých a těžkých přístrojích, které se na stanici vejdou, ale do lodí a sestav, které se jednou vydají na dlouhodobé lety vesmírem už pro ně nebude místo – v planetoletech se bude dozajista šetřit každým volným místem a každým gramem navíc. Otevírá se tedy prostor pro nové posilovací stroje, které jsou malé a kde se o požadovaný odpor stará chytrý automatický systém.

Na zařízení, které poletí na ISS se bude testovat funkčnost takového systému ve stavu beztíže a jeho spolehlivost. Tento přístroj má jeden stupeň volnosti a posilující astronaut si může vybrat mezi konstantním odporem, progresivně se zvyšujícím odporem, nebo nelineárním zatížením. Při vyhodnocování výsledků se bude velký důraz klást také na subjektivní pocity astronautů, kteří přijdou s MED-2 do styku.

Vascular Echo: Kompletní název experimentu zní „Cardiac and Vessel Structure and Function with Long-Duration Space Flight and Recovery“. Jeho úkolem je studovat změny v krevním oběhu astronautů ve vesmíru s hlavním důrazem na změny v tepnách při dlouhodobém pobytu ve vesmíru. U některých astronautů bylo po návratu z vesmírné mise objeveno kornatění tepen, což by mohl být při dlouhodobých letech vesmírem docela problém. Pozorované změny možná souvisí s tím, že při pobytu ve stavu mikrogravitace najednou krevní oběh postrádá vliv gravitace. I v tomto případě by z výsledků mohli profitovat nejen astronauti, ale i lidé, kteří trpí aterosklerózou.

Airway Monitoring: Tato studie je zaměřená na přítomnost indikátorů zánětů dýchacích cest v tělech astronautů na ISS, což může být důsledek prachových částic, které na stanici i přes přítomnost filtrů poletují vzduchem. Experiment využije superpřesné plynové analyzátory, které prozkoumají vydechovaný vzduch a budou pátrat po změnách, které mohl způsobit prach. Až se jednou lidé vypraví na dlouhodobé cesty mimo zemské gravitační pole, budou závislí pouze na vlastních systémech recyklace vzduchu.

Měření bude založeno na analýze vydechovaného dechu, ve kterém se bude hledat stopa po oxidu dusnatém. Tato analýza bude v budoucnu opět užitečná i lidem, kteří trpí astmatem, nebo jinými podobnými potížemi s dýchacím ústrojím. Detailně se o tomto experimentu rozepsala Samantha Cristoforetti a překlad jejího deníku můžete najít v tomto našem starším článku.

REBR: Celým jménem „Re-Entry Breakup Recorder“má za úkol zaznamenávat data související s tepelnými podmínkami, akcelerací,rotací a dalšími tlaky, které působí na kosmickou loď během zániku v atmosféře. Tato data poslouží ke zpřesnění modelů používaných pro simulaci zániku těles v atmosféře. REBR váží 4 kilogramy a v průměru měří 31 centimetrů.

V jeho útrobách najdeme přijímač GPS signálu, teplotní senzory, akcelerometry, tlakové senzory, setrvačníky, elektroniku, běžně dostupný modem pro spojení se sítí Iridium a baterie.Data se budou ukládat do palubní paměti a ve chvíli, kdy ustane horká fáze průchodu atmosférou a těleso přejde prakticky do stavu volného pádu se REBR spojí se satelitní komunikační sítí Iridium, přes kterou odešle naměřená data. Vše se musí stihnout do chvíle, než se zařízení roztříští o povrch naší planety. Padák totiž k tomuto účelu není potřebný a pouze by celé zařízení zatěžoval a komplikoval.

Zařízení REBR už do vesmíru letěla na minulých misích lodí ATV a HTV. Data z tohoto experimentu poslouží pro stavbu příštích kosmických lodí, ale i pro zpřesnění výpočtů času a místa zániku vysloužilých družic  kosmického smetí.

Flock-2d: Rovnou dvacet satelitů, které patří do stále populárnější kategorie cubesatů, které mají za úkol sledovat naši planetu. Letka těchto družic bude pořizovat snímky naší planety ve vysokém rozlišení (až 3 – 5 metrů). S vypouštěním se začalo již v roce 2014, přičemž provozovatel využívá kombinace dlouze a krátce fungujících družic (podle oběžné dráhy), které se vypouští buďto z ISS nebo z různých raket jako sekundární náklad.

Za návrhem i výrobou těchto družic stojí firma Planet Labs ze San Francisca – satelity mají unifikované rozměry 100 x 100 x 340 milimetrů a každý váží 5 kilogramů. Na těle jsou umístěné solární panely, které se po vypuštění na oběžné dráze rozloží a následně dodávají energii do lithium-iontových baterií. O stabilizaci se starají gyroskopy, data pro jejich ovládání přichází z magnetometrů, které poskytují informace o poloze ve všech třech osách. O přesné zaměření se pak postará jeden hvězdný senzor. Satelity používají jediný řídící počítač, který je doplněný senzorem, který jej restartuje například při chybě systému.

Odesílání snímků probíhá v pásmu X až rychlostí 120Mbit/s. Pokyny se na družice posílají v pásmu S, přičemž pro přenos telemetrie se dá použít i pásmo UHF, které slouží jako záloha. Hlavním přístrojem na každém cubesatu je teleskop určený k detailnímu snímkování Země. Průměr jeho objektivu je 9 centimetrů a může být chráněn záklopkou na pružině. Satelity Flock se vyznačují tím, že jsou neustále vylepšovány – a to dokonce i v rámci jedné vývojové řady. Satelity, které nyní startují do vesmíru tak nejsou identické. Změny probíhají především na poli použitých snímačů, nebo infračervených filtrů.

Lemur 2: Tyto družice jsou také 3U cubesaty, které vyvinula firma NanoSatisfy, nyní známá jako Spire Global. Jejím cílem je vývoj celé flotily malých, levných družic, které mohou být přizpůsobeny různým úkolům – od snímkování Země, přes monitorování provozu v oceánech, komunikaci, až po vědu a meteorologii. První satelit Lemur se do vesmíru dostal v roce 2014, přičemž nesl na palubě řadu technologických demonstrátorů včetně dvou systémů pro sledování Země ve viditelném a infračerveném spektru.

Na palubě aktuálního satelitu najdeme dva důležité přístroje – SENSE pro sledování lodní dopravy a STRATOS pro zkoumání atmosféry. SENSE disponuje automatickým přijímačem identifikačních zpráv, které vysílá každá loď na frekvenci VHF. V těchto zprávách je zakódována identifikace plavidla, jeho pozice, kurs a rychlost. Díky těmto zprávám je možné monitorovat pohyb lodí a předcházet včas jejich srážkám. Stejně tak se dá z náhlého snížení rychlosti odhadnout, že došlo ke srážce a spustit tak hlášení o mimořádné situaci. Tyto zprávy si mohou posílat lodě mezi sebou, ale mohou je přijímat i pobřežní střediska. Díky zapojení družic je zajištěno pokrytí všech oblastí a rychlý přenos zachycených informací.

Přístroj STRATOS využívá změn v signálu GPS družic při jejich postupném ukrývání za kotouč Země k měření charakteristik atmosféry – namátkou se dá takto kontrolovat teplota, tlak či vlhkost. Citlivý přístroj na palubě měří změny v délce zpoždění i změnu úhlu přicházejícího signálu, který se může lehce ohýbat když se mezi dva satelity dostane pruh atmosféry.

Zdroje informací:
http://spaceflight101.com/

Zdroje obrázků:
http://spaceflight101.com/…/sites/75/2016/03/25623350585_35ee57d299_k.jpg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/Saffire2.png
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/5673117_orig.jpg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/7943247_orig.jpg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/Strata-1-Tubes.jpg
http://spaceflight101.com/…/sites/75/2016/03/Strata-1-CAD-Model.jpg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/1inch-Gripper.jpeg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/09.jpg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/AMF1.png
http://spaceflight101.com/…/sites/75/2016/03/primary-image-ARTE.jpg
http://spaceflight101.com/…/sites/75/2016/03/MED-2-On-ARED-plus-Tbar-silver.jpg
http://spaceflight101.com/…/sites/75/2016/03/Samantha_working_on_Airway_Monitoring.jpg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/4819141_orig.jpg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/9617816_orig.jpg
http://spaceflight101.com/cygnus-oa6/wp-content/uploads/sites/75/2016/03/3467077_orig.png
http://spaceflight101.com/…/sites/75/2016/03/Lemur2-1-Joel-Getting-Placed-in-Deployer.jpg
http://spaceflight101.com/…/03/Lemur2-2-Shaina-Running-Tests-on-the-Qualification-Model.jpg