Kosmická optika

Evropská kosmická agentura (ESA) je branou Evropy do vesmíru. Zajišťuje, rozvíjí a koordinuje pro Evropu přístup ke kosmickým technologiím a aplikacím. ESA je mezinárodní organizace, kterou v současnosti tvoří 22 členských států a jejímž úkolem je navrhovat a realizovat Evropský kosmický program. Spolupráce, spojení finančních prostředků i know-how odborníků z jednotlivých zemí umožňuje ESA dosáhnout k cílům, které by pro jednotlivé evropské státy byly daleko mimo jejich možnosti.

V současnosti se náš vědecký tým podílí na řešení hned několika projektů zabývajících se výzkumem kosmu a to jak přímo pro ESA (projekty METIS a ASPIICS), tak pro některé z jejích hlavních dodavatelů jako je například Airbus Defence and Space SAS (projekt TIRI) nebo OHB Italia S. p. A (projekt NEOSTEL).

METIS (The Multi Element Telescope for Imaging and Spectroscopy)

Sluneční koronograf METIS je jedním z 10 hlavních experimentů družice Solar Orbiter a zobrazuje sluneční koronu ve 3 spektrálních oblastech – ve spektrální čáře HeII na vlnové délce 30,4 nm, v čáře HI na vlnové délce 121,4 nm a v polarizovaném viditelném světle 590 – 650 nm. Tým TOPTEC je zodpovědný za realizaci dvou hlavních zrcadel (M1 a M2) teleskopu METIS. PDF 

Twitter

Vesmír pro lidstvo - Solar Orbiter

ASPIICS (Association de Satellite Pour l'Imagerie et l'Interferometrie de la Couronne Solaire)

Projekt ASPIICS je součástí technologické mise PROBA 3 věnované demonstraci technik a technologii letu družic ve formaci. ASPIICS je také první sluneční koronograf, který je v tomto případě rozdělen do dvou nezávislých družic vzdálených od sebe cca 140 m. TOPTEC má na starosti optický návrh a tolerancing celé optické soustavy a její výrobu. PDF 

NEOSTEL (Near Earth Object Survey Telescope)

Cílem projektu NEOSTEL je vývoj a realizace soustavy dalekohledů rozmístěných podél rovníku, jejichž úkolem je pozorování oblohy a automatické vyhledávání potenciálně nebezpečných objektů v blízkosti Země. Nový koncept dalekohledu, tzv. „Fly-Eye“ umožňuje rozšíření zorného pole při zachování kompaktních rozměrů. Náš tým dodává asférické čočky Fly-Eye dalekohledu a vyvíjí testovací prvky. PDF 

TIRI (Thermal InfraRed Imager)

Projekt je zaměřený na ověření možnosti použití nechlazených mikrobolometrických snímačů pro pozorování Země. Cílem je vyvinout optický systém, který umožní snímání Země v infračervené oblasti s vysokým rozlišením z nízké oběžné dráhy. TOPTEC v rámci tohoto projektu řešil optický design teleskopu, detailní analýzu jeho vlastností a jeho následnou optimalizaci s ohledem na jeho vyrobitelnost.

FLEX (FLuorescence EXplorer) 

Projekt je zaměřen na komplexní optickou analýzu systému, montáž jednotlivých optických a mechanických prvků  a jejich další integraci do plně funkčního systému. Cílem mise je zmapovat vegetační fluorescenci a kvantifikovat fotosyntetickou aktivitu, která zlepší porozumění pohybu uhlíku mezi rostlinami a atmosférou. PDF 

Vesmír pro lidstvo - Pozorování Země

ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey)

Zapojení do projektu představuje návrh, vývoj a realizaci optické sestavy včetně jejího uchycení a možností nastavení. Cílem mise je výzkum exoplanet a podmínek jejich vzniku prostřednictvím měření chemického složení   a tepelné struktury. PDF

TRUTHS (Traceable Radiometry Underpinning Terrestrial- and Helio-Studies) 

Mise TRUTHS poskytne referenční hodnoty měření radiace od Země a Slunce důležité pro měření klimatu a stane se tak "standardní laboratoří ve vesmíru". TRUTHS ponese kryogenní sluneční absolutní radiometr, hyperspektrální zobrazovací spektrometr a nový palubní kalibrační systém. Bude provádět nepřetržitá měření dopadajícího slunečního záření a odraženého záření za účelem vyhodnocení jejich poměru.
V rámci projektu TRUTHS poskytuje centrum TOPTEC poradenství při výrobě složitých optických prvků a vyvíjí technologii pro realizaci velkých optických hranolů a polarizátorů.

S-BOC mise VISDOMS  (Verification of In-Situ Debris Optical Monitoring from Space)

Primárním cílem mise VISDOMS a její optické části (S-BOC) je prokázat statistické sledování malých úlomků na nízké oběžné dráze a mimo ni. Sekundárním cílem je prokázat geostacionární dohled z družic na nízké oběžné dráze. Bude využívat pasivní optický dalekohled se širokým zorným polem a bude létat na vyhrazené mikrosatelitní družici nebo jako doplněk na družici třetí strany. První vyslání do vesmíru je plánováno v roce 2026. Celá mise má být uskutečněna v roce 2030.
V současné fázi projektu spolupracuje TOPTEC se společností Airbus na optickém a mechanickém návrhu optického komponentu S-BOC.

QUVIK (Quick Ultra-Violet Kilonovae Surveyor)

Studie proveditelnosti vesmírné mise s primárním cílem optického pozorování tzv. kilovnov, tj. splynutí dvou neutronových hvězd, v ultrafialové oblasti spektra. Tyto události jsou natolik energetické, že teoreticky dokáží ve velkém vytvářet prvky těžší než železo. Tím jsou nesmírně důležité pro vysvětlení přítomnosti těchto prvků ve vesmíru i na Zemi. Projekt je řešen ve spolupráci s VZLÚ a.s., MU a fy PEKASAT. TOPTEC je subkontraktorem odpovědným za vývoj tzv. optického payload, tj. kompletního přístroje tvořený optomechanikou teleskopu a kamerami pro FUV a NUV spektrální oblasti.

ESA Deployable Telescope for Small Satellites

Studie vývoje rozkládacího teleskopu pro malé družice, realizovaná pro Evropskou kosmickou agenturu ESA. Cílem projektu bylo navrhnout kompaktní optický payload, který lze při startu uložit do omezeného prostoru malé satelitní platformy a po dosažení oběžné dráhy jej rozložit do konfigurace umožňující vysoce kvalitní optické pozorování Země. Studie se zaměřila zejména na optický a optomechanický návrh teleskopu, způsob rozložení primárního a sekundárního zrcadla, stabilitu a přesnost ustavení optických prvků, tepelné chování systému, potlačení parazitního světla a celkovou proveditelnost řešení v podmínkách kosmické mise. Výsledným konceptem je rozkládací teleskop v konfiguraci Ritchey-Chrétien/Cassegrain s korekční optikou, určený pro 12U CubeSat platformu. TOPTEC se na projektu podílel jako řešitel odpovědný za návrh a analýzu optického systému, optomechanického uspořádání, strategie ustavení teleskopu a ověření jeho výkonu z hlediska požadavků na pozorování s vysokým prostorovým rozlišením.

Kontakt

Radek Melich, Ph.D. 
Tel.: +420 487 953 917 
Mob.: +420 776 783 952 
Email: melichr@ipp.cas.cz