Nápady a objevy

3. července 2019

Doktorand VUT navrhl novou metodu měření vlivu kosmické radiace na elektroniku. Zda funguje, ověří příští rok družice

Experiment Jiřího Hofmana má zpřesnit, jaká je degradace zařízení ve vesmíru vlivem kosmické radiace | Autor: pixabay
Jaký vliv na výsledky měření může mít kosmická radiace? Tak zní zjednodušeně otázka, kterou si ve své dizertační práci kladl Jiří Hofman z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT. Testováním a měřením se zabývá již téměř pětadvacet let a v rámci své práce přišel s novou metodikou pozemního testování, která umí předpovědět, jak se bude elektronika ve vesmíru chovat. Zda a jak jeho metoda funguje, ověří už příští rok. Zařízení, které sestrojil, totiž poletí do vesmíru na palubě italské nanodružice.

Jiřího Hofmana nyní s největší pravděpodobností potkáte na chodbách Českého metrologického institutu, kde je na stáži. Ačkoliv se zdá, že s radiací ve vesmíru to nemá moc společného, opak je pravdou. „Mají zde statní etalony, konkrétně v Brně je například pracoviště pro měření elektrických veličin. Zde se řeší kalibrace extrémně přesných měřicích přístrojů, které typicky slouží pro komerční kalibrace. Ty se pak typicky používají pro ověřování měřicích přístrojů v průmyslu. Problém s měřením ve vesmíru ale je, že tam žádná kalibrační firma nesídlí. Takže tam ten samý postup nejsme schopní opakovat,“ přiblížil Jiří Hofman.

Nyní odborníci řeší problém tak, že veškeré kalibrace provedou na Zemi. Zatímco pozemní měřicí přístroje stárnou používáním a jejich přesnost se tedy zhoršuje věkem, ve vesmíru na ně kromě stárnutí působí i další vlivy, jako je právě radiace. „Ta může mimo jiné ono stárnutí urychlit,“ upozornil Hofman. Jak se tedy bude elektronika ve vesmíru dlouhodobě chovat a do jaké míry může být její měření zkreslené, se nyní dozví pouze z matematických modelů. „Ty nám říkají, že když je zařízení například pět let ve vesmíru, tak přijalo tolik a tolik radiace a jeho měření se tedy přibližně tak a tak zhoršilo,“ uvedl Jiří Hofman.

On ve své dizertaci hledal způsob, jak tyto predikce zpřesnit. „V anglických laboratořích umí nasimulovat vesmírné záření. Vystavoval jsem proto zařízení různým podmínkám a získával z toho data, která tvoří základ matematických modelů. Tyto testy mají ale omezenou přesnost díky použitým radiačním zdrojům, které pouze částečně simulují vesmírnou radiaci. Děláme analýzu toho, jak se věci asi zhorší. Ale nemáme je s čím porovnat. Potřebuji proto nyní zjistit, zda se zařízení opravdu chová tak, jak mé matematické modely predikují. A ověřit tím, do jaké míry je moje metoda vypovídající,“ dodal Hofman.

Zařízení Jiřího Hofmana se do vesmíru podívá spolu s italskou nanodružicí příští rok | Autor: gpadvancedprojects
Dalším krokem, který ho proto čeká, je provedení experimentu ve vesmíru. „Sestrojil jsem malé zařízení, které je velké jako dvě poštovní známky, a je schopné provést měření ve vesmíru. Bude měřit jak samotnou radiaci, tak vlivy této radiace na měřící elektroniku,“ objasnil Jiří Hofman. Konkrétně se pak jeho měřicí technika dostane do vesmíru na palubě italské nanodružice během příštího roku.

Data bude získávat Jiří Hofman průběžně. „Družice oběhne Zemi za 90 minut. Po celé zeměkouli máme pozemní stanice, které mohou přijímat signál z této družice. Řídicí středisko bude v Itálii a já budu analyzovat data v Česku,“ popsal Hofman. Družice by měla v ideálním případě takto obíhat až několik let. „My budeme průběžně data vyhodnocovat a dále zpracovávat. Budeme vyvíjet především nové metody zpracování a porovnávat pozemní a kosmické výsledky měření,“ dodal.

Co přesně ale může očekávat a kam se v následujících letech bude jeho práce ubírat, Jiří Hofman zatím zcela přesně neví. „Pokud mám správné informace, tak se problému vlivu radiace na přesná měření nevěnuje nikdo jiný na světě. Celkově jde o relativně nový obor,“ potvrdil. Jeho závěry by tak mohly přinést řadu nových zjištění a posunout vědce i výrobce kupředu. „Pozemní radiační testy jsou teď velmi zjednodušené. Navíc se na Zemi musí urychlovat, protože pokud chcete vědět, jak se zařízení bude chovat po deseti letech vesmírného letu, tak nebudete čekat deset let. To by nikdo nezaplatil. Můj experiment má proto potvrdit či vyvrátit, zda je degradace ve vesmíru opravdu taková, jakou ji na Zemi očekáváme,“ uzavřel Hofman.

(zep)

TémataFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií věda a výzkum

Související články:
Biofyzika je náročný obor vyžadující znalosti biologie i technickou zdatnost, říká oceněný Čmiel
Na elektrofakultě vyvíjejí aplikace pro vesmír
Bolesti čelistí pomůže řešit unikátní software
Na elektrofakultě pracují na metodě, která odhalí vady solárních panelů
Laboratoř velmi vysokých napětí slouží zájemcům z celého světa. Její vybavení i zaměření nemá v Česku obdoby