Celé dva roky má být k Mezinárodní vesmírné stanici připojený nafukovací modul BEAM od společnosti Bigelow. Jedná se o první nafukovací modul s certifikací pro lidskou posádku, který je připojený k obytné stanici. Už nyní ale senzory v něm umístěné přináší cenné informace. Hlavním cílem je ověřit, zda jsou nafukovací moduly bezpečné a využitelné pro budoucí průzkum vesmíru. Modul sice není příliš velký a posádka do něj vstupuje jen občas, přesto nejsme daleko od pravdy s tvrzením, že tenhle drobeček patří mezi nejzajímavější technologické projekty, které na ISS probíhají.
Modul BEAM se do vesmíru vypravil v trunku lodi Dragon (mimochodem tento start byl prvním, při kterém se SpaceX podařilo přistát s prvním stupněm na mořské plošině), která startovala 8. dubna 2016. BEAM byl s pomocí staniční robotické paže vyjmut z nákladového prostoru a připojen k volnému uzlu na modulu Tranquility. Na konci května začal astronaut Jeffrey Williams podle přesných pokynů ze Země opatrně manuálně napouštět stěny modulu. Používal k tomu sérii několikasekundových otevření ventilu, což umožnilo vzduchu ze stanice vstoupit do modulu a nafouknout jej.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Když byl modul plně nafouknutý s nízkým tlakem, otevřely se tlakové lahve uvnitř modulu a automaticky natlakovaly vnitřní prostor tak, aby tlak odpovídal zbytku stanice. Při nafukování modul téměř zdvojnásobil svou délku a na šířku nakynul o 40%. Právě tato schopnost navýšit po startu vnitřní objem znamená do budoucna ohromný příslib.
Už při nafukování, ale i po něm snímaly senzory v modulu celkové a tepelné chování celé konstrukce. Jakmile bylo potvrzeno, že modul drží tlak a během dalších dní nedošlo k žádným únikům, mohl Jeffrey Williams oznámit začátek dvouletého testovacího období tím, že 6. června poprvé vstoupil do útrob modulu. Další vstupy přišly 7. a 8. června, kdy astronaut do modulu umístil dodatečné senzory, nebo ventilační hadice. Kromě toho odebral vzorky vzduchu a provedl stěry ze stěn.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Senzory od NASA pomáhají monitorovat chování modulu – kupříkladu akcelerometry ve stěnách sledovaly, jak modul mění svůj tvar při nafukování, bezdrátové teplotní senzory zase sledovaly, jak je na tom izolační vrstva, aktivní a pasivní dozimetry měří radiaci, která proniká stěnami a senzory systému DIDS (Distributed Impact Detection System) vyhledávají nárazy kosmického smetí do vnějších stěn a určují místa těchto dopadů.
Každá nová technologie přináší nečekané výzvy a technologická překvapení. BEAM v tomto směru nebyl výjimkou. „To je důvod, proč děláme tyhle zkoušky, abychom se naučili novou technologii a co nejlépe ji prozkoumali,“ popisuje Steve Munday, manažer, který v Johnsonově středisku v Houstonu zodpovídá za modul BEAM. V případě nafukovacího modulu přišlo první překvapení už při samotném nafouknutí. Když BEAM 28. května dosáhl plných rozměrů, bylo to až na druhý pokus.
Zdroj: http://www.nasa.gov/
Ten první přišel o dva dny dříve. Jenže textilní vrstvy ve stěnách se rozpínaly pomaleji, než se čekalo a než jak předpokládaly výsledky pozemních simulací. Hlavním důvodem těchto problémů bylo zřejmě to, že modul byl těsně sbalený více než rok, protože musel čekat, až se SpaceX vrátí do služby po nehodě z června 2015. Týmy odborníků z NASA a společnosti Bigelow proto zastavily proces nafukování, aby nedošlo k ohrožení jak modulu samotného, tak i zbytku stanice, případně i posádky uvnitř. 27. května astronauti uvolnili tlak z modulu, což mělo umožnit tuhým látkovým vrstvám trochu se uvolnit. Když se potvrdilo, že další nafukování nepředstavuje ohrožení pro stanici ani posádku, začaly týmy 28. května s druhým kolem nafukování a po sedmi hodinách modul dosáhl plných rozměrů.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Dalším překvapením bylo, že interiér modulu BEAM byl teplejší, než se podle simulací čekalo. Teploty byly vyšší především ve složené konfiguraci bezprostředně před nafukováním. Podle některých odhadů to mohlo být způsobeno tím, že mezi vrstvami bylo méně kontaktů a izolace tak byla účinnější. Pro modul BEAM je určitě lepší, když je teplejší, než kdyby byl studenější. Nemá totiž žádný aktivní systém tepelné kontroly a závisí na výměně vzduchu se stanicí.
„Kdyby byl BEAM chladnější, než jsme čekali, rostlo by riziko kondenzace vodních par. Velmi nás proto potěšilo, když nám Jeff (Williams – pozn. aut.) oznámil, že stěny jsou suché jako troud,“ vzpomíná Steve Munday a dodává: „BEAM je první kus svého druhu a používáme jej i pro vylepšení našich strukturálních i tepelných modelů pro budoucí analýzy.“
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Členové posádky vstoupili do útrob modulu během září celkem dvakrát. Důvodem byla běžná údržba – musely se znovu upevnit některé senzory, které se od instalace uvolnily. Kromě toho bylo potřeba restartovat laptop, který měl odesílat data, ale zasekl se. Astronauti navíc odebrali dodatečné vzorky pro návrat na Zemi a provedli i několik zkoušek, které měly pozemním inženýrům umožnit lépe definovat strukturální parametry modulu.
Astronautka Kathleen Rubins vyměnila 5. září baterie v systému DIDS. Ukázalo se totiž, že vyčerpané baterie rušily bezdrátovou komunikaci se senzory. Pozemní týmy následně rekonfigurovaly energetický systém DIDS, aby celý přístroj pracoval s energií více ekonomicky a aby v budoucnu nedocházelo k dalším rušením. V Průběhu 29. září astronautka do modulu vstoupila znovu a provedla několik zkoušek, které měly ověřit, jak struktura stěn reaguje na nárazy, které způsobují vibrace. Sledovala se i schopnost stěn pohlcovat vibrace.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Zástupci NASA i firmy Bigelow jsou potěšeni, když mohou oznámit, že modul BEAM pracuje podle plánu a pokračuje v poskytování cenných dat. Inženýři zabývající se v Johnsonově středisku strukturálními měřeními již potvrdili, že zátěž na stanici vyvolaná nafouknutím modulu BEAM byla minimální. Stále přitom pracují na vyhodnocování naměřených údajů, které porovnávají s počítačovými simulacemi a pozemními modely. Výzkumníci z Langley Research Center v Hamptonu (stát Virginia) hlásí, že zatím v datech z DIDS nezaznamenali žádný velký náraz kosmického smetí, což je dobré nejen pro modul BEAM ale obecně i pro celou ISS.
Výzkumníci, kteří mají na starost radiační měření potvrdili, že zátěž z kosmického záření je uvnitř modulu BEAM podobná jako v ostatních staničních modulech. Momentálně specialisté zaměřili svou pozornost na zachycené radiační částice, které pochází z Jihoatlantické anomálie. Výsledkem by měly být počítačové modely radiační zátěže a návrhy na dodatečnou ochranu při použití modulu pro dlouhodobé mise.
Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
http://cdn.geekwire.com/wp-content/uploads/2016/05/160528-beam5.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/iss047e144323.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/jsc2016e096588-crop.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/iss047e142143.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/iss048e069952_720.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/beam-thermal.png
„mimochodem tento start byl prvním, při kterém se SpaceX podařilo přistát s prvním stupněm na mořské plošině), která startovala 8. dubna 2006“
2006 to asi ještě nebylo 🙂
Díky za super zajímavý článek!
Díky, opraveno.
vďaka za zhrnutie
Rádo se stalo. 😉
Mám na Vás laickou otázku pane Majere.
Ze základní školy a RTG ve zdravotních střediscích víme, že radiaci odstíní „těžké/drahé na dopravu raketou“ olovo. Jaké materiály se tedy používají v kosmonautice?
PS: Super web a nasazení celé redakce!!!!
Na kosmickcýh lodích a stanicích se většinou používají sendvičové konstrukce stěn, kde každá vrstva plní určitý úkol. Některé vrstvy jsou určeny k blokování záření. Pro blokování různých druhů záření se hodí různé materiály – třeba látky s mnoha atomy vodíku jako je polyetylen, nebo vrstva vody. Konkrétní složení těchto látek ale není veřejně dostupné, nebo jsem na něj zatím nenarazil.
P.S. Moc díky za pochvalu! Opravdu nás to těší.
V případě ISS to většinou je to postupně Al2219, Al6061-T6, Kevlar/Nextel, Kapton
Díky za informace!
Tedy vydestilovaně řečeno, hliník a uhlovodíky?
RTG záření se nejlépe odstíní materiály s těžkými atomy. Jako to zminene olovo nebo barium. Siran baria se používá i jako primes do barev, omitek. Jestli ho používají ve stěnách modulů netuším.
Vysokoenergeticke nabité castice, sice zabrzdi kde co, ale vzniká přitom brzdne RTG, které je zase treba odstinit.
Takže se používají kombinace různých vrstev.
Info o Bigelow vzdy privitam, vdaka.
Rádo se stalo. 🙂
Dobré poznatky z testů modulu, mohou motivovat pro stavebnicovou úpravu modulů s různým přídavným zařízením a aparaturou pro náhradu některých dožívajících satelitů.
To je pravda, zrovna stojíme na začátku nového technologického směru.
Hi-tech jurta.
Samozrejme v dobrom 🙂
Už aby k nemu pripevnili EmDrive motor a ide sa na mars.
To si ještě počkáme 🙂
Dobrý den, děkuji za perfektní informace o nové technologii od společnosti Bigelow.
Jsou tam poskytnuty informace, že daný modul BEAM se:
– zvětšil 2x svoji délku
– zvětšil svůj průměr o 40%
Jen by mě zajímalo z jejich konstrukčního hlediska, o jakou max. délku a o jaký max. průměr je možný z pohledu velikosti tento prostor zvětšit?
Mám na mysli, rozdíl mezi složeným a nafouknutým?
Protože, určitě bude tento prostor do určité meze exponenciálně či spíše nepřímou úměrou růst, pokud se bude jednat o stále větší moduly(BEAM 2,3 …).
Tak jak to plánují oni sami, že použijí velké moduly na stavbu hotelů pro turisty či velké moduly pro vědecké účely atd…
Taky to bude dáno užitným prostorem u raketových nosičů, tak aby se daly vynášet na LEO či dále.
Dle mého soudu, přechodová komora bude asi jenom o něco větší takže průměr pevné části modulu by se asi měl bez problémů dostat do prostory raketového nosiče? A obal modulu se dá asi částečně ohnout, jedná se o kompozitní sendviče, takže by to mělo jít nebo se mýlím?
Dobrý den, jsme rád, že se Vám článek líbil.
Ten expanzní poměr se bude (jak jste správně uvedl) měnit podle velikosti modulu. Detaily o chystaném modulu BA-330 najdete v tomto starším článku.
Dobrý den,
nikde jsem nenarazil na aktuální foto/video nafouknutého modulu. Můžete mi prosím poskytnout odkaz, pokud existuje?
Jinak moc děkuji za super článek.
Hezký den,
fotka nafouknutého modulu BEAM je přímo v tomto článku. Pokud by Vám šlo o jeho aktuální fotky, tak ty, myslím, nejsou. Modul není vidět z okének a snímky, které jsou k dispozici, pochází z kamery na robotickém rameni, které bylo v této poloze jen při nafukování.