Již několik let pracujete v mezinárodním týmu NASA na přípravě pilotovaných misí na Mars, konkrétně na speciální 3D tiskárně do kosmické lodi. Krom toho v Ústavu fyziky atmosféry vyvíjíte anténu na detekci blesků na Marsu. To je zase zásadní projekt pro Evropskou vesmírnou agenturu. Jak to všechno stíháte?
České naděje
V seriálu online deníku Aktuálně.cz "České naděje" vás seznamujeme s mladými nadějemi české vědy, kultury i české společnosti. Jsou mladí, ale již slaví mezinárodní úspěchy, vedou vlastní výzkumy, vynikají v umělecké oblasti, popřípadě jsou obětaví dobrovolníci či probouzí občanskou společnost.
Musím to upřesnit, vývoj 3D tisku je pro mě spíše takovou volnočasovou aktivitou. Na Oddělení kosmické fyziky Ústavu fyziky atmosféry řešíme primárně atmosférické jevy těles Sluneční soustavy, kam patří i náš výzkum výbojů na Marsu.
Jaká je hlavní idea 3D tiskárny pro astronauty?
Vše se odvíjí od myšlenky, že kdyby astronauti museli vláčet všechny náhradní díly, de facto by to znamenalo vypustit ze Země danou kosmickou loď dvakrát. Statistickým výpočtem se proto určí potřebné množství materiálu, z něhož se budou tisknout jak náhradní díly, tak třeba komponenty pro experimenty během letu - kosmonauti si budou moci vytisknout vše od šroubováku přes zkumavku až po speciální díly, zkrátka cokoliv, co má odpovídající velikost a jde vytisknout z daného materiálu.
Můžete přesněji vysvětlit váš zlomový nápad ve vývoji speciálního 3D tisku pro astronauty letící na Mars?
V současné době NASA využívá jako primární tiskový materiál některý z termoplastů. Jenže ten má v podmínkách mikrogravitace problémy s přilnavostí jednotlivých tiskových vrstev a proměnlivými vlastnostmi vytisknutých komponent. Mým nápadem je, že takový plast můžeme vhodně míchat s feromagnetickým prachem, což je kovový prášek, který pak v homogenním magnetickém poli nahrazuje působení gravitační síly a přitahuje materiál zpátky k podložce.
Jak jste s tímto výzkumem daleko?
Nedávno proběhla konference v australském Adelaide, kde jsme přemýšleli, jak tuto technologii 3D tisku začlenit do chystaných marsovských misí. Nyní nás čeká zevrubný vývoj a ověřování v ostré praxi. Obecně většinu takovýchto technologií pro vesmírné mise nelze zkoušet na Zemi, ale musí se otestovat v podmínkách mikrogravitace. V současné době proto čekáme na testovací let sondážní rakety. Nejbližší okno je na jaře 2019.
Jak by to probíhalo?
Raketou by se vynesla do vesmíru malá 3D tiskárna, která by v kosmickém prostoru vytiskla několik vzorků, a ty by se pak analyzovaly a porovnávaly se vzorky vytištěnými na Zemi.
Jak jste daleko v Ústavu fyziky atmosféry s vyvíjením antény, jež by měla zachytit případné výboje na Marsu, aby, zjednodušeně řečeno, astronauty nezabil na rudé planetě blesk?
Jedná se o experiment v rámci mise ExoMars 2020, na kterém pracujeme pro Evropskou vesmírnou agenturu (ESA). Stále jsme před odevzdáním funkčního prototypu. Nyní jsem přišel s třetí variantou řešení, jak by mohla anténa fungovat. Již dříve jsem vymyslel, že by se buď rozvíjela podobně jako kapradina, nebo by se vystřelila jako špunt ze šampaňského. Nyní mám nový model, kterému pracovně říkám origami. Jednotlivé díly se poskládají za sebe, ve speciálních pantech jsou pak uloženy pružiny, které mají tendenci anténu rozevírat do její finální podoby.
Je možné, že koncept origami nakonec zvítězí před kapradinou a šampaňským?
Je to dost dobře možné. Tím, že se jedná již o třetí návrh, jsem zase o něco vylepšil případné měřicí vlastnosti naší antény. První dvě varianty jsou sice stále plně funkční, ale ta poslední nám dává možnost kvalitnějšího měření.
Je vám pouhých 26 let, jste čerstvě odpromovaný absolvent ČVUT. Jak jste tu školu bral v momentě, kdy jste se stal platnou součástí týmu v NASA a ESA?
Vnímal jsem ji jako nutnost. Ve vědecké sféře si člověk bez titulu opravdu neškrtne. A také je to dobrý způsob, jak do sebe dostat potřebné objemy informací. Jsem ve výsledku vděčný za svoje působení na fakultě strojní, na akademické půdě se rovněž celkem dobře navazují kontakty s vědeckými institucemi. Nicméně někteří moji vyučující nebyli úplně nadšeni, že se vědě věnuji už takto napřed. Jsou zvyklí, že znalosti předávají studentům oni. No, a navíc já mám trochu povahu rebela…
Jak se vlastně stane, že mladý český student začne pracovat pro NASA a ESA?
V mém případě to probíhalo tak, že jsem se během studií zapojil do mezifakultního výzkumu na ČVUT a náš výzkum si ESA vybrala do svého vývojového programu. Dostal jsem se s nimi do kontaktu a od té doby s nimi různými způsoby spolupracuji.
Jste v pravidelném kontaktu s NASA?
Ano, mám v NASA známé, kamarády i kolegy. Náš svět je vlastně malý, nejsou nás miliony jako v jiných oborech, víme o sobě skoro všichni.
Nechtějí si vás v NASA nechat?
Je nutno dodat, že ta spolupráce není úplně přímá. Rozhodně nejsem na jejich výplatní pásce (smích). Domnívám se, že kdybych chtěl, bylo by možné se k nim přidat i přes různé legislativní překážky. Já se ale do NASA moc nehrnu, mám ji sice na takovém myšleném piedestalu, ale zároveň je to i dost moloch. Navíc zrovna nezbožňuju americký životní styl. Mívám tam celkem často konference, ale rád se vracím domů. Nicméně si dokážu představit nějakou stáž či výzkumný pobyt.
Věnoval jste se vědě již na střední škole, jak je poslední dobou zvykem?
Ne, to jsem se vrcholově věnoval veslování, takže na vědu nebyl čas. Pak jsem toho ale musel z důvodu nemoci zanechat a vytvořil se prostor pro další aktivity, k nimž se přidala i věda.
Spojení veslování a vědy si ještě díky Cambridge a Oxfordu dokážu představit, ale vy jste krom toho všeho i profesionální kuchař.
Úplně bych to nepřeceňoval, můj dobrý kamarád má catering a já mu pomáhám na větších akcích vařit. Takže o víkendu se čas od času sbalím a jedeme na nějakou velkou svatbu či oslavu. Moc rád pracuju rukama.
Máte ještě nějaké eso v rukávu, kromě antény a 3D tisku?
Ne, ne, jsem obyčejný člověk a tyto dvě věci mě plně vytěžují. K tomu už jen stíhám popularizovat vědu mezi studenty. Chci je nadchnout pro techniku a přírodní vědy. Je nás opravdu hodně málo a potřebujeme další spolupracovníky, aby to těžké břemeno bylo rozprostřeno mezi více lidí! Protože plno úkolů nás ještě čeká v budoucnosti.
Vy asi také zastáváte ideu Stephena Hawkinga, jenž budoucnost lidstva vidí v osidlování Marsu…
Samozřejmě. A nejen Marsu.
Čeho ještě?
Mars je jen první krok, kde si vyzkoušíme, jestli jsme toho schopni. Je tu velká hromada překážek, které musíme překonat, a když je překonáme, tak to využijeme i jinde.
A co příliš velká radiace, která je nyní hlavním problémem?
Až vymyslíme řešení, jak ji efektivně stínit, už budeme moci letět kamkoliv.
