Článek
Nyní bude probíhat několikaměsíční fáze, kdy bude experimentální modul připevněn na místo a testován. Do plného provozu by měl být uveden přibližně na konci roku.
„Jde o výsledek mnohaletého úsilí financovaného ESA (Evropská kosmická agentura – pozn. red.), které se promítlo i do několika studentských kvalifikačních prací různých etap,“ uvedl jeden z vývojářů detektoru Josef Blažej z katedry laserové fyziky a fotoniky na jaderné fakultě ČVUT.
Oči evropského experimentu
Zařízení bylo kompletně vyvinuto v Česku. Detektor ELT (European Laser Timing) navrhli a testovali odborníci z fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské, výrobu „železa“ obstarala kroměřížská společnost CSRC, nyní součást firmy BD Sensors.
ELT je podle odborníků pomyslnýma očima evropského experimentu ACES (Atomic Clock Ensemble in Space), tedy soustavy atomových hodin, které se zaměří na přesné měření účinků gravitace na čas.
ACES je vybaven dvěma extrémně přesnými atomovými hodinami, které umožňují měřit čas s přesností na 16 desetinných míst. Cílem je porovnat časové údaje z ISS s údaji z pozemských stanic, aby bylo možné detekovat i nepatrné rozdíly způsobené gravitačním polem Země. Rutinní každodenní porovnávání zajišťuje mikrovlnná komunikační linka.
Detektor ELT hraje v tomto procesu klíčovou roli. Pomocí laserových paprsků měří přesné časy přenosu signálů mezi ISS a pozemními stanicemi. Tím, že pracuje v optické oblasti, umožňuje kalibrovat proměnlivá zpoždění mikrovlnného spoje a celé měření zpřesňovat. Oproti mikrovlnám však vyžaduje bezoblačné počasí.
ACES komunikuje s pozemními stanicemi.
ELT detektor má také unikátní vlastnosti, upozorňují vědci. „Je radiačně odolný, zejména proti toku neutronů. Pasivně kompenzuje změny svého vnitřního zpoždění v širokém teplotním rozsahu s přesností několika pikosekund. Opticky vyrovnává intenzitu pod různými úhly dopadajícího laserového svazku, takže nepotřebuje informaci o tom, ze které pozemní stanice přijímá signál,“ přiblížil Blažej.
Nevídaně přesný ACES
Experiment ACES umožní vědcům testovat základní principy fyziky, jako je Einsteinova obecná teorie relativity, s dosud nevídanou přesností. Získané poznatky mohou mít praktické využití například při zlepšování přesnosti globálních navigačních systémů (GPS) nebo při vývoji nových technologií pro synchronizaci času.
ACES obsahuje ještě jiné zařízení vyvinuté na pražské jaderné fakultě, a to technologicky vyspělý speciální optický detektor SPAD (Single-Photon Avalanche Diode), který dokáže detekovat jednotlivé fotony a je klíčovým prvkem celého ELT.
„Unikátní detektor jednotlivých fotonů, který tvoří hlavní část ELT, zhodnocuje mnohaleté zkušenosti pracovníků naší katedry s vývojem detektorů využívajících lavinových fotodiod k určení okamžiku detekce s přesností několika pikosekund,“ vyzdvihuje vlastnosti, které dostaly produkt laboratoře kosmických technologií katedry laserové fyziky a fotoniky až na oběžnou dráhu Země, hlavní řešitel projektu Ivan Procházka.
Český úspěch ve vesmíru
Jak uvedl internetový časopis Kosmonautix, experiment ELT představuje největší český podíl na vědeckém programu ISS.
Odborníci z ČVUT a společnosti BD Sensors se tak zařadili mezi špičku v oblasti vesmírného výzkumu. Jejich práce přispívá k lepšímu pochopení základních principů fungování vesmíru a otevírá nové možnosti pro budoucí výzkum.
Na evropském experimentu ACES se podílí také americký vesmírný úřad NASA a tamní vědci. Jejich podíl spočívá třeba v poskytnutí pozemních referenčních hodin.
Cesiové hodiny Pharao jsou součástí modulu ACES.
ACES má sbírat data po dobu třiceti měsíců, přičemž tato rozsáhlá síť přesných hodin by měla poskytnout čerstvé pohledy na přesné vztahy mezi gravitací a časem, nastavit nové limity pro neznámé síly a zlepšit globální synchronizaci času.
Kromě průzkumů fyzikálních zákonů má ACES pomoci s pozemskými aplikacemi, jako je tzv. relativistická geodézie, která zahrnuje měření tvaru zeměkoule a gravitačního pole s extrémní přesností.
Tyto pokroky jsou nezbytné pro kosmickou navigaci, družicový provoz a družicové navigační systémy. Bez pochopení časových fluktuací mezi Zemí a střední oběžnou dráhou Země by se družicové navigační systémy stávaly stále méně přesnými.
