Vesmír je fascinující, ale také nehostinné prostředí, a to nejen pro člověka, ale i pro kosmickou techniku. Panuje tam vakuum, silná radiace a problémy dělá i atomární kyslík, který narušuje strukturu materiálů. Labyrintová těsnění slouží v kosmických aplikacích k tomu, aby udržela kapalná maziva na místě a zároveň zabránila kontaminaci okolních subsystémů. Ve vakuu se totiž maziva postupně odpařují, což může ohrozit funkci zařízení i citlivé optické prvky. A to není jediný problém.

„Ve vesmíru chybí atmosféra, tedy i vrstvy adsorbovaných molekul, které by oddělovaly povrchy od sebe. Když pak máte dva čisté kovové povrchy vedle sebe, nemají důvod si myslet, že nejsou jeden – a tak se mohou svařit dohromady. Říká se tomu studený svar a v minulosti už k tomu došlo, například u mise Galileo. Jde o problém, kterému se snažíme zabránit. I proto jsou maziva jedním ze základních témat, která kosmičtí inženýři řeší,“ vysvětluje dnes již čerstvý držitel doktorského titulu Josef Pouzar z Ústavu konstruování.

Právě nepřesnosti v predikci odparu maziv byly impulzem pro jeho výzkum. A šlo o téma natolik zajímavé, že jej podpořila i Evropská kosmická agentura (ESA) v rámci programu Co-funded Research v iniciativě Discovery, v němž agentura u doktorských projektů spolufinancuje část nákladů a zároveň umožňuje průběžné odborné konzultace. Podporu není snadné získat, úspěšnost je kolem sedmi procent. „Pokud ale uspějete, podpoří ESA váš výzkum uhrazením poloviny nákladů po celou dobu doktorského studia. Navíc jsem měl možnost se s odborníky z ESA radit a průběžně konzultovat. Za můj projekt byl ze strany agentury zodpovědný René Seiler - člověk, který v ESA pracuje pětadvacet let a podílel se na většině vědeckých misí, které probíhaly,“ chválí si vstupenku do světa kosmických technologií Pouzar.

Paralelně s jeho základním výzkumem nechala ESA podobný problém řešit i konsorcium firem, které pracuje na výpočetním softwaru pro přesnější predikci úniků maziva. „Jejich vývoj stále běží. ESA by chtěla mít na konci jeden ucelený výstup za oba dva projekty, nyní tedy jednáme o tom, jak bych svými výsledky přispěl k vývoji zmíněného softwaru,“ dodává Pouzar, který se těší, že bude moci na tématu pro agenturu dál pracovat.

Nejsou to jediné plány, které s výsledky svého bádání má. Loni na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně už s kolegou Davidem Košťálem představili experiment, který chtějí v příštím roce vyslat na orbitu v rámci experimentální družice BRNOsat. „Budeme porovnávat tradiční a námi optimalizované těsnění přímo v mikrogravitaci. Zároveň vyvíjíme nové metody měření, protože sledovat údaje přímo na oběžné dráze je technicky velmi náročné,“ říká Pouzar.

Výzkum přitom nabízí přesah i mimo kosmické aplikace. Principy molekulárního proudění a kontaminace ve vakuu jsou důležité například ve výrobě polovodičů nebo dalších technologiích pracujících ve vakuovém prostředí. Podle Pouzara by výsledky mohly najít uplatnění i formou spolupráce s průmyslem. „Jednou z připravovaných možností je také navázat na tento výzkum prostřednictvím spin-off společnosti zaměřené na konzultace, simulace, experimentální validaci a optimalizaci labyrintových těsnění pro vakuové aplikace. Mým dlouhodobým cílem ale zůstává další odborný rozvoj v oblasti kosmických mechanismů a spolupráce s ESA,“ uzavírá Pouzar.

(ivu)