Radiaci ve vesmíru sledují čipy české výroby. Chrání astronauty i techniku

„Radiační úkryt v lodi Orion je dole ve skladovacích prostorech,“ popsal v přenosu NASA Rick Henfling. Kdyby přišla sluneční bouře, astronauti se tam mohou schovat. Poplach jim zahlásí přístroj s českou stopou.

„Jednotka HERA, kterou ve spolupráci s námi NASA dala dohromady, je založena na našich čipech. Říkáme tomu radiační monitor, který monitoruje radiační situaci ve vesmíru,“ vysvětluje fyzik a jeden ze zakladatelů české společnosti Advacam Jan Jakubek.

Čtěte také

iROZHLAS

Česká stopa na kosmické misi Artemis II. ‚Naše čipy měří radiaci vesmírného počasí,‘ říká Jakůbek

Ukazuje přitom na zlatý rámeček, ve kterém se blízká malý čtverec. „Toto jsou ty naše čipy. Je to zjednodušeně řečeno kamera, která vidí každou částici a která zobrazí její dráhu –jakou energii měla i jakou škodu by napáchala, kdyby trefila astronauta nebo elektroniku.“

Na rozdíl od kamery nebo fotoaparátu je tu pod snímačem důmyslný systém. Jako by pod každým pixelem, každým obrazovým bodem, byl samostatný malý počítač.

Monitoring kosmického záření

„Výzkum v této oblasti je velmi dlouhý. Začali jsme s tím před dvaceti lety. Od samého začátku spolupracujeme s univerzitou v Houstonu, která v tom okamžitě viděla potenciál pro monitoring vesmírných letů,“ říká Jakubek.

Čipy dokážou prakticky okamžitě rozpoznat různé druhy kosmického záření a do jisté míry můžou i předpovědět, kdy třeba dorazí následky nějaké sluneční události. Zjistí to několik minut až desítek minut předem. 

„Když dojde k erupci na slunci, vypustí se velké množství různých částic. Nejdříve přiletí nejrychlejší fotony, které nedělají nic vážného. Za nimi následuje vlna elektronů, to už je horší. Nejhorší jsou ale protony, které poškozují těla astronautů a taky ohrožují funkce elektroniky. Časovou sekvenci jsme schopni vyhodnotit,“ vysvětluje Jakubek.

Jako by astronauti napřed viděli blesk, slyšeli hrom, a než přijde déšť a krupobití, budou mít ještě chvíli na to, aby se schovali a vypnuli elektroniku. I tu totiž může kosmické záření ohrozit.

Vědec a spoluzakladatel společnosti Advacam Jan Jakůbek|foto:Vojtěch Štantejský, iROZHLAS.cz

Riziko pro astronauty i elektroniku

„Ve většině případů se používají unipolární tranzistory, které jsou běžnou součástí procesorů nebo mobilních telefonů. Potřebujete jedničky nebo nuly. Tranzistory jsou tam vždycky dva, a vždycky je jeden zavřený a druhý otevřený. Když se stane, že se náhodou otevřou oba, dojde ke zkratu. Teče jimi proud, který by normálně netekl, a může dojít k poškození,“ vysvětluje Martin Kákona s Ústavou jaderné fyziky Akademie věd. 

I kdyby se nezničily, ale jenom přepnuly nulu na jedničku, může to být nebezpečné. Představte si, kdybyste v řízení kosmické lodi vyměnili plus a minus, a loď by zahnula na opačnou stranu. Proto mají kosmické počítače důmyslné jištění. Poprvé na světě ho vyzkoušeli odborníci v minulém století na československém počítači.

Trojí výpočet jako pojistka

„Všechno se počítá natřikrát. Dvěma výsledkům se věří.“ Když dva výsledky vyjdou stejně, je skoro jisté, že jsou správně, a chyba je v tom třetím. Podle odborníků by tak nekontrolovatelná věc jako kosmické záření těžko zasáhla dva stejné transistory ve dvou sousedních výpočtech na složitém procesoru.

Čtěte také

iROZHLAS

Posádka lodi Artemis II poprvé spatřila odvrácenou stranu Měsíce. Její fotografie zveřejnila NASA

„Nastalo by to jenom v jedné dvojici tranzistorů," říká Martin Kákona. Zároveň ale dodává, že vědci neznají kosmické záření dost dopodrobna. Ať už to je záření ze slunce nebo z hlubin vesmíru. Letů k měsíci bylo zatím málo a většinou měly štěstí na dobré radiační počasí.

Astronautům letu Apolla 14 byla změřena několikanásobně vyšší dávka. Dodnes ale nikdo neví proč. K žádné sluneční události nedošlo a ani trajektorie letů nebyly příliš odlišné."

Kromě bezpečnostních monitorů radiace proto na palubě lunárních misí létají i vědecké měřiče záření. Čeští výzkumníci z Ústavu jaderné fyziky měli svoje zařízení v mezinárodním experimentu na minulé misi Artemis I.