Generátor atomárního kyslíku vytváří to, co na Zemi nemáme
ESA zprovoznila nový simulátor, který využívá laser ke generování druhu kyslíku, s nímž se lze běžně setkat jen na nízkých oběžných drahách. A o němž je známo, že „požírá“ povrch družic.
Nové zařízení je umístěno v laboratoři MECL (Materials and Electrical Components Laboratory), která se nachází v technickém středisku ESA v Nizozemí. Zdejším cílem je pokud možno nasimulovat každý aspekt kosmického prostředí.
Nejnovější přírůstek k široké paletě simulátorů reprodukuje fenomén, který byl v prvních desítkách let kosmické éry neznámý. Až když se první raketoplány Space Shuttle začaly počátkem osmdesátých let vracet z oběžné dráhy, inženýři byli šokovaní: obšívka tepelné ochrany byla silně zerodovaná.
Ukázalo se, že jde o působení vysoce reaktivního atomárního kyslíku: samostatných atomů kyslíku na hranici atmosféry. Jde o důsledek „rozbití“ standardních molekul kyslíku, které nás obklopují, ultrafialovým zářením ze Slunce.
Dnes všechny mise nacházející se ve výškách pod 1000 km potřebují být navržené tak, aby působení atomárního kyslíku odolaly. Jde třeba o evropské družice pro sledování životního prostředí Sentinel. Vliv atomárního kyslíku je přitom silně proměnlivý v průběhu jedenáctiletého slunečního cyklu.
Předchozí generátor atomárního kyslíku ESA ATOX, který byl vytvořený pro studium materiálů pro Mezinárodní kosmickou stanici, se už začal blížit ke konci své životnosti.
„Naše nové zařízení LEOX (Low Earth Orbit Facility) bylo poprvé nastartováno po dvou letech přípravy,“ komentuje vedoucí sekce fyziky materiálů a chemie v ESA Christopher Semprimoschnig.
„Byla to výzva celé zařízení navrhnout a postavit, a to proto, že s jeho pomocí reprodukujeme něco, co prostě na Zemi neexistuje.“
Na celém světě je jen několik zařízení, která mohou spolehlivě generovat atomární kyslík tohoto typu pro takovéto testování.
LEOX generuje atomární kyslík o energetických úrovních, které jsou ekvivalentní orbitální rychlosti (7,8 km/s), aby simuloval kosmické prostředí tak věrně, jak je to jen možné. Stejně tak je zařízení schopné produkovat vyšší tok, čímž při testování šetří čas a peníze.
Vyčištěný molekulární kyslík je vstříknutý do vakuové komory, do níž směřuje i paprsek pulsního laseru. S purpurovým zábleskem při každém „výstřelu“ laseru je kyslík proměněný na rozžhavenou plazmu, jejíž rychlé rozpínání je vedeno skrze kónickou trysku. Pak se rozdělí a vytvoří vysoce energetický paprsek atomárního kyslíku.
Aby pracovalo spolehlivě během testu, který typicky trvá hodinu, musí zůstat načasování laseru přesné na milisekundy. A přesnost paprsku musí zůstat v rámci jedné tisíciny milimetru.
