Během letošního Czech Space Weeku se poprvé představilo třináct českých vědeckých experimentů. Všechny se chystají na národní misi Aleše Svobody na Mezinárodní kosmickou stanici. Novináři tehdy získali mnoho zajímavých údajů k jednotlivým projektům. Z těchto podkladů vychází náš seriál Experimenty pro Aleše Svobodu na ISS. Každý týden v něm vychází nový díl věnovaný jednomu experimentu. Texty sice nesou mé autorství, ale nejde o původní tvorbu. Vznikají úpravou oficiálních tiskových materiálů, aby se daly lépe číst. Série postupuje podle abecedy. Pátým pokračováním je projekt CZPAD. Má podtitul Aktivní dozimetrický systém pro mise do hlubokého vesmíru. Na jeho vývoji pracuje Ústav jaderné fyziky AV ČR, v. v. i. Do projektu je zapojena také společnost Universal Scientific Technologies s.r.o. (UST) jako subkontraktor.

Experiment CZPAD (Czech Personal Active Dosimeter) nabízí výjimečnou možnost otestovat osobní dozimetr přímo v podmínkách kosmické mise. Jeho úkolem je prověřit, zda zařízení dokáže přesně měřit dávky záření – a to včetně podílu neutronové složky a s možností odhadu osobní dávky v reálném čase. Zvláštností projektu je metoda detekce neutronů. Do měření totiž vstupuje i tělo astronauta.

Výsledky pomohou zdokonalit aktivní osobní dozimetrické technologie pro dlouhé lety. Třeba při budoucích cestách na Měsíc nebo Mars. Získané poznatky o chování neutronů v lidském organismu mohou najít uplatnění i na Zemi. V letectví, jaderné energetice nebo zdravotnictví se řeší podobné problémy v prostředí se směsným zářením.

Dozimetrie má zásadní význam pro ochranu astronautů i techniky vystavené ionizujícímu záření. V kosmickém prostředí je totiž radiační situace velmi proměnlivá a může nepříznivě zasáhnout celou misi. Dříve se dávky záření u astronautů určovaly hlavně pomocí pasivních dozimetrů. Ty se ale vyhodnocovaly až po přistání na Zemi. Tento postup však není použitelný pro dlouhodobé mise do hlubokého vesmíru, například při cestě na Mars.

Proto se přechází na aktivní dozimetry. Umožňují měřit dávku v reálném čase, což je zásadní pro úspěšné dlouhé lety. Díky tomu lze lépe vyhodnocovat rizika spojená s kosmickým prostředím a také omezit jeho negativní účinky na astronauty i biologické procesy. Shromážděná data pomohou přesněji popsat radiační podmínky uvnitř kosmické lodi a optimalizovat ochranná opatření.

Součástí experimentu je prověřit účinnost detektoru. Zároveň je cílem najít nejvhodnější umístění dozimetru na těle astronauta – z hlediska měření i praktického nasazení, aby co nejméně překážel při práci.

Experiment CZPAD se zaměřuje na ověření funkce osobního aktivního dozimetrického systému založeného na detektoru SPACEDOS. Astronaut na palubě Mezinárodní kosmické stanice (ISS) ponese tři aktivní dozimetrické přístroje SPACEDOS a k nim jeden referenční dozimetr. Celkem tedy bude používat čtyři jednotky. Každé zařízení obsahuje dva samostatné měřicí moduly – jeden bez konverzní vrstvy a druhý s vrstvou, která umožní detekovat tepelné neutrony podle patentované technologie českého týmu.

Dozimetry budou rozmístěny na různých místech těla: na hrudníku, bederním pásu a na stehně. Jejich pozice se budou mezi jednotlivými dny střídat. Díky tomu půjde určit, jak umístění ovlivňuje naměřené hodnoty. Astronaut zároveň vyhodnotí ergonomii a pohodlí jednotlivých pozic. Čtvrtý přístroj zůstane napevno jako referenční jednotka.

Pro zobrazení měřených dat v reálném čase využijí vědci Dosimeter Display Unit (DDU) – zařízení ve formě náramkových hodinek, které bude komunikovat se senzory. DDU je technologický demonstrátor a do vesmíru se vydá úplně poprvé.

Na závěr si ještě představíme dva zástupce řešitelského týmu:

Ing. Iva Ambrožová, Ph.D.
Ing. Iva Ambrožová, Ph.D. je odbornice s více než dvacetiletými zkušenostmi v oblasti dozimetrie a mikrodozimetrie ionizujícího záření. Věnuje se mimo jiné dozimetrickým měřením na palubách letadel a kosmických lodí i studiu svazků těžkých nabitých částic využívaných třeba v radioterapii.

Vystudovala Fakultu jadernou a fyzikálně inženýrskou Českého vysokého učení technického v Praze. V roce 2006 zde získala doktorát v oboru jaderné inženýrství. Po jeho získání strávila rok na postdoktorandském pobytu v instituci NIRS v japonské Chibě.

Od roku 2003 působí v Ústavu jaderné fyziky AV ČR, v. v. i., na Oddělení dozimetrie záření. V letech 2015–2023 vedla skupinu Dozimetrie a mikrodozimetrie. Od roku 2023 pracuje jako zástupkyně vedoucí tohoto oddělení.

Ing. Martin Kákona, Ph.D.
Ing. Martin Kákona, Ph.D. působí jako výzkumný pracovník a konstruktér elektroniky v Ústavu jaderné fyziky AV ČR. Specializuje se na kosmické záření a vývoj otevřených dozimetrických systémů AIRDOS a SPACEDOS. Vystudoval na ČVUT jak Fakultu jadernou a fyzikálně inženýrskou, tak Fakultu elektrotechnickou, kde získal doktorát v oboru jaderné inženýrství.

Aktuálně pracuje na stáži v NASA a Lawrence Berkeley National Laboratory. Pobyt absolvuje díky Fulbright-Masarykovu stipendiu a zaměřuje se na vyhodnocování dat z ISS. Předtím více než dvacet let působil v oblasti kybernetické bezpečnosti ve společnosti S.ICZ (dříve DECROS). Vedl zde mimo jiné vývoj prvního českého šifrovacího mikroprocesoru.

Je autorem tří patentů, více než dvou desítek vědeckých publikací a podílel se na vzniku modulární elektroniky MLAB. Na FJFI ČVUT vyučuje předmět zaměřený na návrh polovodičových detektorů. Jako projektový manažer zodpovídal za řízení grantů s celkovým objemem přes 150 milionů korun.

Zdroje informací:
Tisková zpráva

Zdroje obrázků:
Tisková zpráva