Jak se navrhuje pro vesmír? Technická jistota přichází s množstvím testů

Miroslav Palko není jen teoretik od stolu. Má za sebou bohatou historii v automotive, kde stavěl závodní převodovky a pracoval na vývoji extrémně lehkých prototypů vozidel. Dnes se však jeho nápady chystají mnohem výš – přímo do vesmíru. 

Vedete vývoj projektu s názvem JARMIL. Mohl byste na úvod přiblížit, co přesně se pod tímto jménem skrývá?

Název JARMIL vznikl až asi na sedmý pokus a v podstatě označuje kombinaci dvou čerpadel a samotného motoru.

Navrhovat cokoli pro vesmír znamená počítat s extrémy – od hlubokého mrazu až po žár z motoru. Co je nejtěžší na tom, aby vámi navržené čerpadlo zvládlo vibrace při startu a pak bezchybně fungovalo v nehostinném prostředí kosmu? 

Není to jen chlad a mráz, na které je třeba se během těchto misí soustředit. Z práce na různých přípravcích pro Airbus jsme zvyklí na administrativní zátěž, ale u vesmírných projektů je to ještě o dvě úrovně výš. 

Sestavit funkční prototyp v rámci projektů Evropské vesmírné agentury (ESA) je ovšem do jisté míry usnadněné tím, že vás ESA naviguje. Nikdy nemusíte přijít s hotovým kompletním řešením. ESA přímo vyžaduje, abyste postupovali po malých krocích, a neustále na vás dohlíží. Takže než se dostaneme do fáze finálního výrobku, bude už obrovské množství dílčích částí otestováno, aby se nestalo, že to vyletí na orbitu – a najednou se objeví velký problém.

Díky simulacím od kolegů z LENAMu vidíte výsledky dřív, než se čerpadlo reálně vyrobí. Dá se vyčíslit, kolik času a prototypů vám tohle „testování nanečisto“ ušetří, než se pustíte do finální výroby pro ESA?

Procentuálně se to vyčísluje velmi těžko, ale ta pomoc je výrazná. Protože dostaneme prvotní výsledky od LENAMu, můžeme si je zpětně přepočítat a „pohrát si“ s nimi. A do následné výroby v Prototypovém a inovačním centru Strojní fakulty v Košicích už jde jen ověřený model. A když se vše vyrobí, dokážeme si v AURELu zpětně zkontrolovat úplně původní návrh. Je v tom krásná symbióza mezi LENAMem, Prototypovým a inovačním centrem a AURELem.

Vývoj pro ESA se řídí extrémně přísnými pravidly pro dokumentaci každého detailu. Je tahle důsledná kontrola pro vaše partnery v aerospace tou hlavní zárukou, že technologie v kosmu nezklame?

Je pravda, že ta byrokracie, když to tak nazveme, je v rámci ESA opravdu výrazná. Na druhou stranu tomu rozumím – oni si nemohou dovolit poslat na orbit něco, co je vyrobené „nějak“ a „možná to funguje“. Takže naprosto chápu administrativně náročné kroky, které jsou za tím skryté. Na druhé straně v Prototypovém a inovačním centru už máme velké zkušenosti. Dokonce fungujeme pod leteckým certifikátem AS9100, který nám umožňuje vyrábět komponenty pro letecký průmysl. A tam jsou pravidla také velmi náročná – sledování materiálu, materiálové atesty, výrobní procesy, kontrola výsledných rozměrů. Je to logicky navazující věc, která nás posouvá dál.

Samotná administrativa vám ale nezaručí, že technologie bude fungovat. Tím, na co ESA skutečně spoléhá, jsou jednotlivé kroky. Když skládáte motor se dvěma čerpadly, nikdy to neděláte najednou. Musíte začít úplně od začátku – nejdřív jedno čerpadlo, projít všechny kroky, pak totéž s druhým čerpadlem. A teprve když máte každý komponent zvlášť otestovaný a vyzkoušený, můžete je spojovat. ESA si velmi hlídá, abyste nezačali příliš brzy, nebo na příliš vysoké úrovni technologické připravenosti (TRL), v tom je velmi striktní.

Skupina AUREL je známá hlavně díky špičkovému vývoji, testování bezpečnosti aut a crash testům. Na první pohled se může zdát, že to má k vesmíru daleko, ale co mají společného zkušenosti s krizovými scénáři v silničním provozu s vývojem raketového čerpadla? 

Na první pohled to opravdu může znít jako dvě úplně odlišná témata, ale ve skutečnosti je to vybavení, expertiza a zkušenosti lidí, které jsou k nezaplacení. Ať už jde o vývoj poloosy, nebo tenzometrická měření poloosy, není to až tak odlišné od měření tenzometrie ozubeného čerpadla. Jsou tam ozubená kola, řeší se mikrogeometrie, měří se síly na ložiskách i tělese. Jen pracujete s jiným médiem, při úplně jiných teplotách a s jinou kapalinou – ale princip je stejný. Fyzika je stejná všude.

Vy sám máte za sebou zajímavou historii, stavěl jste závodní převodovky i extrémně lehké prototypy aut. Pomáhá vám tahle praktická zkušenost s laděním věcí „na hranu“ i u takhle složitých vesmírných projektů, jako je JARMIL? 

Každý projekt, který se úspěšně dokončí, vás něco nového naučí. A jak těch projektů postupně přibývá, dokážete ty zkušenosti zúročit. Myslím, že teď je ten správný moment, kdy ty předchozí zkušenosti naplno využíváme.

Košice nejsou první město, které vás napadne, když se řekne vesmírný vývoj. Jak těžké je budovat takový ekosystém mezi univerzitou a průmyslem?

Není to úplně jednoduché, ale s touto vizí do toho celé Prototypové a inovační centrum vstupovalo. V rámci Prototypového a inovačního centra už aktivně spolupracujeme se studenty. To znamená, že nemusí čekat, až dokončí studium, ale už během něj mají možnost se zaučovat. Studenti si mohou vybrat, jestli je zajímá programování CNC strojů, konstrukce, nebo metrologie, protože to všechno máme pod jednou střechou. A je vidět, že je to opravdu baví. Tím, že si mohou osahat reálné projekty, které skutečně fungují a jsou významnými výstupy centra, získávají obrovské zkušenosti.

Ve vesmíru neexistuje žádný servis ani druhý pokus, žádný odstavný pruh. Podle čeho vy jako inženýr poznáte ten moment, kdy už na čerpadle není co ladit a můžete si říct: „Teď je to stoprocentní a dávám za to ruku do ohně“? 

Je to o množství testů. Po každém testu se komponenty musí rozebrat, detailně sledovat a zpětně zkontrolovat, v jakém jsou stavu. Dnes už se dá spousta věcí predikovat díky nástrojům v LENAMu. Technická jistota přichází s množstvím testů, které máte za sebou – a čím více věcí se v této fázi pokazí, tím méně komplikací může nastat na orbitě. Samozřejmě stoprocentní jistota neexistuje, ale dnes už máme nástroje, které dokážou riziko výrazně minimalizovat.

Už jste stavěl závodní převodovky, lehké prototypy, teď raketová čerpadla. Co konkrétně vás pohání na cestě za nejnovějšími technologiemi a objevy?

To v sobě mám asi od malička. A protože jsem dříve i létal, mám k tomu velmi blízko. Motorsport je další vášeň, kterou dokážu aktivně spojit se svou prací. Aerospace mě lákal vždy. A propojení studentů, AURELu a LENAMu je tak trochu splněný sen.

Tak vám přeji, ať vás neopouští nadšení, a děkuji za rozhovor.
Děkuji velmi pěkně.