Společnost Orbital ATK se připravuje na vypuštění již deváté zásobovací mise lodi Cygnus k mezinárodní vesmírné stanici. Podle aktuálních plánů dojde ke startu nejdříve 20. května, což je už za pár dní. Kromě tradičních potravin či nástrojů pro údržbu a provoz stanice, budou na palubě i vědecké experimenty nejrůznějších druhů – od supermoderního výzkumu DNA až po zdánlivě historické sextanty. V dnešním článku se podíváme na ty nejzajímavější části nákladu, které spadají do kategorie vědeckého výzkumu.
Po dlouhá staletí se námořníci při svých plavbách orientovali pomocí sextantů. NASA tato zařízení používala třeba při misích Gemini, ale našli bychom je i na lodích Apollo, kde byly jako záloha pro případ ztráty komunikace. Jim Lovell při misi Apollo 8 úspěšně vyzkoušel, že se sextant dá použít pro návrat lodi domů. Jak to ale souvisí s ISS a lodí Cygnus?
Zdroj: https://www.nasa.gov
V rámci projektu Sextant Navigation poletí na stanici ruční sextant pro zkoušky krizové navigace při misích do hlubšího vesmíru. Možnost měřit úhly mezi měsíci či planetami a hvězdami může posádce nabídnout šanci dostat se domů i v případě poruchy komunikačních zařízení či navigačního počítače. „Když se dostaneme k orientaci podle hvězd, tak není potřeba znovu vynalézat kolo,“ vysvětluje hlavní vědecký pracovník projektu Greg Holt a dodává: „Chceme mít spolehlivou mechanickou zálohu, která má jen málo dílů a jen minimální spotřebu energie pro bezpečný návrat zpět.“
Velká vzdálenost od domova a omezené zdroje při letech do vesmíru vyžadují jednoduchá, ale efektivní řešení a procesy ke sledování přítomnosti mikrobiálních forem života, z nichž některé mohou být škodlivé. Právě proto letí na ISS zařízení BEST (Biomolecule Extraction and Sequencing Technology), které nabídne technologický krok vpřed při sekvenování vedoucímu k identifikaci mikroorganismů na palubě. BEST umožní identifikovat i organismy, se kterými si současné metody neporadí. Stejně tak má zvládnout sledovat i mutace mikrobiálních genomů vlivem pobytu v kosmickém prostředí.
Program navazuje na dříve realizovaný experiment Genes in Space 3, při kterém se poprvé zkoušelo identifikování bakterií během kosmické mise. BEST tuto technologii posouvá ještě o úroveň výše. Využívá totiž metodu sekvenování přímo ze vzorků jen s minimální přípravou místo tradiční metody, která vyžaduje kultivaci mikroorganismů z původního vzorku. „Díky tomu můžeme identifikovat mikroorganismy, které nejsou detekovatelné tradičními kultivačními metodami,“ vysvětluje Sarah Wallace, hlavní vědecká pracovnice programu BEST.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Přidáním nových procesů do osvědčených technologií otevírá nové dveře výzkumu – třeba toho, který se zaměřuje na to, jak se mikroorganismy na stanici mění a adaptují na kosmický let. „Díky drobným úpravám našich procesů můžeme provádět prakticky jakékoliv sekvenování přímo na stanici,“ vysvětluje Wallace a dodává: „Dříve to fungovalo tak, že jsme museli vzorky dopravit na Zemi, abychom tyto změny sledovali. Víme, že se mění genové výrazy, ale zmrazení vzorků pro jejich převoz na Zemi mohl způsobit změny, které nejsou způsobeny samotným kosmickým prostředím. Kdybychom je mohli analyzovat přímo na stanici, mohly bychom získat úplně jiné výsledky. Existuje tolik možností, pro které můžeme využít sekvenování prakticky v reálném čase. Myslím si, že je to klíčová technologie pro mnoho výzkumných oblastí.“
Možnost sekvenování umožní zlepšit povědomí o neviditelných obyvatelích stanice včetně toho, jaké organismy tam vlastně žijí, nebo jak reagují na kosmické podmínky. Takové poznatky mohou pomoci ochránit astronauty při budoucích misích a zařízení jako je BEST může najít i uplatnění na Zemi. V odlehlých koutech naší planety je také čas od času provést takový výzkum a čím budou potřebné přístroje menší a méně náročné na údržbu, tím širší spektrum využití se pro ně najde.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Myslíte si, že na ISS se už nic menšího než mikroorganismy nezkoumá? Jak dokazuje přístroj CAL (Cold Atom Lab), jste na omylu. Výstupy z něj by měly odpovědět na některé velké otázky moderní fyziky. CAL totiž dokáže vytvořit extrémně chladné teploty – NASA ve svém článku uvádí, že tyto teploty jsou deset miliardkrát menší, než vesmírné vakuum, ale na takové zjednodušené přirovnání pozor – mějme na paměti limit absolutní nuly. CAL používá lasery a magnetické síly ke zpomalení pohybu atomů, dokud nejsou téměř nehybné. CAL v kosmickém prostředí umožní pozorovat tyto utrachladné atomy mnohem déle, než jak by to bylo možné v pozemských podmínkách. Nasbírané zkušenosti by se mohly aplikovat v mnoha technologiích – od senzorů, přes kvantové počítače či atomové hodiny až po navigaci kosmických lodí a sond.
Zdroj: http://www.icecubesservice.com/
Za zmínku ale stojí i International Commercial Experiment, neboli ICE Cubes Services, který má otestovat a prověřit první evropský komerční systém, který by měl zlepšit přístup k této jedinečné laboratoři v podobě ISS. Jedná se o společný projekt Evropské kosmické agentury a Space Application Services (SpaceAps) a v podstatě jde o výsuvnou konstrukci, která bude trvale instalována v modulu Columbus. Do ní bude možné snadno zasunout nejrůznější experimenty v pouzdrech Experiment Cubes. Samotná výměna instalovaných přístrojů bude velmi jednoduchá a můžeme ji přirovnat k systému plug-and-play, který se používá na počítačích.
Samotná pouzdra budou mít různé velikosti a bude možné pro ně využít i běžně dostupné díly, což výrazně sníží náklady a čas na vývoj experimentů. „Cílem je poskytnou rychlý, přímý a dostupný přístup do vesmíru pro výzkum, technologický pokrok a vzdělávání, které může využít jakákoliv organizace či zákazník,“ popisuje Hilde Stenuit ze SpaceAps. ICE Cubes odstraňují překážky, které omezují přístupnost vesmíru a měly by poskytnout přístup k výzkumu ve vesmíru více lidem. Možnosti jsou v tomto případě velmi široké – od vývoje léků přes experimenty s kmenovými buňkami, zářením, mikrobiologií, fyzikou chování kapalin a tak dále.
Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
http://www.icecubesservice.com/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/iss053e176267_0.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/dxlez6vvwaeulqu.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/jsc2018e040419.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/coldatomlab_revb_notext.jpg
http://www.icecubesservice.com/wp-content/uploads/2018/03/patchwork-square-05.jpg
ICE cubes. Tak zjavne a pritom tak genialne. Dufam, ze ten koncept sa rozsiri aspon tak radikalne, ako sa rozsirili cubesaty.
Nádhera, to by asi pány Headleyho a Godfreye potěšilo, že jejich sextant bude znovu ( Gemini, Apollo, Skylab) používat v kosmu, navíc jako nejlepší možná ( top:) bezpečnostní záloha 🙂
Teď jenom doufat, že se neozvou hlasy, že je to zastaralá pomůcka z hlubin 18 století, že se tím prohlubuje závislost na překonané technologii a “přešlapuje se na místě” místo toho aby se vymyslela a realizovala nějaká celosoustavová GPS 🙂
Tak jen doufejme, že je to alespoň vyrobené z nějakých “nových materiálů”:)
Další potvrzení toho, jak je provázaná technologie naší civilizace s historií a jak moderní věci dokázali vymyslet a používat naši předkové jejichž kosmem byla “pouze” hladina moře…
Tak “sextant” z Apolla vypadal takhle:
https://airandspace.si.edu/multimedia-gallery/4587hjpg
Jestli chtějí používat to co má A. Gerst na fotce, tak je to opravdu návrat do 18. století.
A číňani vesele testují navigaci pomocí pulsarů. Nevím proč, ale vzpomněl jsem si na vtip o palubním topič, truhláři a nástěnkářovi na ruském raketoplánu…
Nejenom Čína i NASA , jenže navigaci podle pulsarů je potřeba přístroj detekující rentgenové záření, který ovšem v případě výpadku přístroje, navázaného navigačního počítače nebo energetického problému jako u apolla 13 bude stejně k ničemu, takže by asi bylo dobré mít sebou ten sextant 🙂
Slabina sextantu v případě závažné poruchy kosmické lodi bude v tom, že případné úlomky budou narušovat měření, ale s tím si dokázali poradit už na Apollu 13 při druhé korekci kurzu kdy opravovali odchylku která je vedla k ” odražení se od atmosféry” ( neočekávaný extra tah byl vliv odpařovacího chladiče lunárního modulu, který se předtím žádného návratu k Zemi neúčastnil)
Sextant je možná k něčemu, pokud máte dobrý výhled a funkční navigační počítač.
Stav kdy selžou všechny startrackery, radionavigace i spojení se Zemí, ale jinak bude všechno fungovat, mi přijde dost nepravděpodobný.
Ale mohli by ho vzít na EVA. Fotka “navigujícího” astronauta pevně zapřeného v průlezu své lodi, to by byla bomba…
Jo a pojmenoval bych to “20000 mil nad morem” 😉
Když víme, že platí pravidlo , že pravděpodobnost, že chleba spadne na zem namazanou stranou, je přímo úměrná ceně koberce, tak je taková situace celkem pravděpodobná 🙂
Vyzerá to dosť robustné a ťažké. Keď s tým astronaut otočí do strany otočí ho to na druhú stranu.
Keď ho dvihne k očiam urobí to s nim salto.
Musí byť k niečomu pripútaný !
pb 🙂
To co má Gerst na fotce rozhodně nebude míň přesné než to co bylo v Apollu. Akorát to má kompletně optomechanické, takže nějaké napájení fakt nemusí řešit. Pro měření úhlu hvězd nemusíte řešit žádný horizont. A lidské oko je pořád zatraceně přesný senzor, na který se elekronika často ani nehrabe. Je to stejné, jakoby jste se divil, proč doktor ještě pořád používá “pouze optický” mikroskop, když jsme ve 21. století.
Řekněte mi, že ten sextant je vtip. Prosím.
Proč by to měl být vtip. Na Gemini 12 pracovali se sextantem naprosto regulérně. Viz https://kosmonautix.cz/2018/03/gemini-kosmonauticka-maturita-17-dil/
Na Apollu 8 kupříkladu taky. https://www.ion.org/museum/item_view.cfm?cid=6&scid=5&iid=293
A jasně se tam píše, že se to použije při selhání navigačního počítače. Naopak na tom nevidím nic zvláštního a jen to kvituju s povděkem, že mají rozum. Největší problém v 17-18. století při navigaci bylo určení místního času a znalost pohybu Měsíce po obloze, díky za přednášku pane Scheirich. A sextant mají.
Při selhání navigačního počítače je vám sextant celkem k ničemu.
Navíc na ISS nebudou testovat navigaci, ale jen experimentálně měřit ručním sextantem uhlovou vzdálenost dvou hvězd. To má k reálnému určení polohy a rychlosti hodně daleko. Na Apollech byl největší problém měření od horizontu, který z vesmíru není ostrý.
Stačí k němu přibalit tabulky a logaritmické pravítko.
Logaritmické pravítko má mizernou přesnost, je lepší používat log. tabulky. A navigatorske tabulky (almanachy) pro blízký vesmír budou dost “neskladné”…
A navigace není jenom o určení polohy a rychlosti, ale hlavně o výpočtu času, směru a délky optimálního korekcniho zážehu. A to se bude dělat bez počítače fakt blbě. A dlouho…
re: Jiný Honza
Jsem si skoro jistý, že z důvodu kritické důležitosti správného času (zážehy atd.) budou mít palubní hodiny zcela nezávislé několikanásobné zálohování, třebas i ve formě elektromechanických kalibrovaných náramkových hodinek posádky.
Při selhání palubního počítače stále ještě existuje záloha ve formě programovatelné kalkulačky. Například na Space Shuttle používali tehdejší typ HP-41C. Není to sice nezávislé na elektronice obecně, ale rozhodně na palubním napájení. Takové zařízení může fungovat s knoflíkovou baterií celá léta.
Pouziti sextantu je stejne jako pouziti Stirlingova motoru”Nebo jeho principu” V Kilo power jen dalsi dukaz o tom ze ac mame modernejsi technologie presto nas to nedela chytrejsimi nez byli nasi predkove 🙂
Chytrejší miesme no máme nové technológie, postupy, materiály a hlavne väčšie možnosti ale stále len budeme zakladať na technológiách ktoré už máme a sú použiteľné 🙂
I kdyby se tam mel jen tak valet nekde v prihradce. Porad je dobry mit u sebe moznost zachrany =) kdybych nevedel uz kudy kam jeste bych byl za sextant velmi rad.
Tak válet se tam klidně může. Pokud k tomu nebude speciální navigacni software a slušný výcvik, bude mít sextant stejnou funkci jako krtek nebo kytara.