Fascinace vesmíru - Svatba v čisté místnosti

Fascinace vesmíru - Sňatek v čisté místnosti

Astronaut Prof. Dr. Ulrich Walter je hlavním řečníkem na kongresu Cleanzone

Viděl Zemi ze vesmíru, dnes posílá další generaci do vesmíru: Dr. Ulrich Walter, astronaut a profesor letectví a kosmonautiky, je hlavním řečníkem na kongresu Cleanzone ve Frankfurtu nad Mohanem. Nová platforma vědomostí startuje paralelně s Cleanzone, mezinárodním veletrhem pro čisté prostory, který se koná 24. a 25. října 2012.

Ve své hlavní řeči „Clean Room, Clean Space – Technologie čistých prostor ve vesmírných misích“ v prvním dni kongresu hovoří prof. Dr. Walter o práci ve vesmíru, svatbách v čistých prostorách a o zásadním významu čistoty v laboratoři: „Čistota je klíčovým faktorem úspěchu ve vesmíru. To platí jak pro vědecké výsledky, tak pro přežití na vesmírné stanici,“ říká zkušený astronaut. V roce 1993 letěl jako specialista na nákladní prostor s misí D2. Dnes vědecky zkoumá a vyučuje na Technické univerzitě v Mnichově a staví satelity pro aktuální projekty v kosmonautice.

Svatby a ochrana proti špionáži v čistém prostoru: rozhovor s Prof. Dr. Ulrichem Walterem

Jste hlavním řečníkem na kongresu Cleanzone. O čem budete mluvit ve Frankfurtu?
Technologie čistých prostor hraje klíčovou roli v pilotovaných i nepilotovaných vesmírných misích. Ve vesmíru musí být vše stoprocentně čisté, jinak hrozí ohrožení života a mise. Proto budu mluvit o konkrétním využití čistých prostorů ve vesmírné technice a jejich zvláštních požadavcích – a samozřejmě také o fascinaci vesmírem.

V jakých oblastech ovlivňuje technologie čistých prostorů kosmonautiku?
V podstatě ve všech, protože vesmírná stanice je prostě velký čistý prostor. Od nejmenšího šroubku po kompletní vnitřní vybavení musí všechny komponenty být minimálně bez částic, ne-li sterilní. Podle různých požadavků pracujeme v čistých prostorách různých tříd. Obzvlášť vysoké nároky jsou v optice. Například u Hubbleova vesmírného dalekohledu musely být čočky a pouzdra při výrobě, montáži a provozu bez částic, což bylo vzhledem k velikosti dalekohledu velkou výzvou.

Ve výzkumu mají čisté prostory druhou velmi důležitou funkci: kontrolu přístupu. Přísně se kontroluje a zaznamenává, kdo vstupuje do laboratoře, a platí zde velmi přísná pravidla přístupu. Tím se zabrání tomu, aby neoprávněné osoby měly přístup k tajným informacím. Čisté prostory tak představují i nástroj ochrany proti špionáži.

Jaká byla role technologie čistých prostorů, když jste v roce 1993 pracoval jako vědecký astronaut na misi D2 ve vesmíru?
Byl jsem zodpovědný za náklad, tedy tehdejší vesmírné laboratoře Spacelab v nákladovém prostoru raketoplánu. Pravděpodobně jsem v průběhu příprav strávil více času v čistých prostorách než mimo ně, protože experimentální zařízení a samotný Spacelab, na kterých jsme museli trénovat, byly před misí vyrobeny a skladovány v čistých prostorách. Spacelab byl v EADS Astrium v Brémách, kterou mnozí znají pod názvem DASA. Experimentální zařízení, která byla instalována do Spacelabu, byla vyrobena a testována v různých mezinárodních výzkumných institucích. Většinou jsem s nimi trénoval přímo na místě. Před letem byla všechna experimentální zařízení přivezena do Brém a tam „sloučena“ s vesmírným labem, tedy integrována. Důležité je, že během celého procesu – od výroby přes testování a přepravu až po spojení – musí být jednotlivé komponenty vždy udržovány za podmínek čistých prostor.

Jaké zvláštní požadavky musí dnes čisté prostory splňovat při praktickém použití v kosmonautice?
Současná výzkumná laboratoř ve vesmíru je Mezinárodní vesmírná stanice ISS. Ta bude fungovat minimálně do roku 2020, tedy přes 20 let. Během této doby se tam nebude utírat prach ani čistit podél přístrojů nebo skříní. Atmosféra na ISS musí být tak čistá, že čištění je zbytečné. Navíc astronauti, stejně jako každý člověk, vydýchávají vlhkost a organické sloučeniny, které se dostávají do ISS, což může vést k plísním. Proto musí být stanice nejen bez prachu, ale i sterilní. Pokud by to nebylo zajištěno, stanice by po krátké době již nebyla použitelná.

Jak se liší čistý prostor ve vesmíru od toho na Zemi?
Čisté prostory používané ve vesmírném průmyslu se nijak zásadně neliší od těch v jiných odvětvích – možná jen z hlediska dvou faktorů: Za prvé, vesmírná stanice je uzavřený systém. To znamená, že se nemůže, na rozdíl od Země, stále doplňovat čerstvý filtrovaný vzduch. Proto materiály používané na ISS nesmějí uvolňovat plyny ani vytvářet zápachy, které by astronauty obtěžovaly. Proto je na ISS například podstatně více kovových povrchů než plastových. Za druhé, satelity mohou být až deset metrů dlouhé a musí být na Zemi kompletně a svisle vyrobeny v čistých prostorách. Výška místnosti představuje zde určitou výzvu.

Jaká je největší výzva pro lidi při práci ve vesmíru?
Jedním z největších problémů, s nimiž se astronauti potýkají, je psychická zátěž. Pracují měsíce v naprosto sterilním, technickém prostředí, na malém prostoru, bez rostlin, bez rozptýlení. To způsobuje stres. Proto jsou kosmonauti vybíráni nejen podle výcviku, znalostí a fyzické kondice, ale i podle jejich osobnostních vlastností a psychické stability.

Jak jsou v raketě zajištěny hygienické podmínky?
Protože celý prostor od spánku po práci je vybaven systémem čistých prostor, je vše velmi přesně organizováno a dokonalé: od sterilně zabaleného oblečení po předvařené, zapečetěné jídlo. Některé oblasti jsou snadnější na kontrolu, jiné méně. Například manipulace s vodou je nebezpečná, protože volně plovoucí kapky nesmí proniknout do elektroniky přístrojů a skříní. I běžné činnosti, jako holení, jsou výzvou. Vyvinuly se například speciální holicí strojky, které stopy po vousy přímo sají.

V jakých čistých prostorách na TU v Mnichově pracujete a stavíte satelity se svými studenty? Jaké třídy čistých prostor používáte?
Protože stavíme satelity bez citlivých optických přístrojů, používáme čistý prostor třídy ISO 6.

Jak se od vašeho vesmírného letu v roce 1993 změnila role čistých prostorů?
Mám kontakt s technologií čistých prostor již 25 let, ale princip se příliš nezměnil. Inovace jsou spíše v detailech. Například dnes se důsledněji dbá na zvýšený vnitřní tlak v laboratořích, aby se zabránilo kontaminaci zvenčí, a na prevenci výkyvů napětí na elektronických součástech prostřednictvím zvlhčování vzduchu, vodivých podlahových materiálů a přímého uzemění těla.

Na jaké výzvy se musí technologie čistých prostorů v budoucnu zvlášť zaměřit?
Čisté prostory jsou dnes již tak dokonalé, že v nich můžeme pracovat perfektně. Samozřejmě existují možnosti optimalizace – například z hlediska komfortu. Protože když astronaut musí měsíce pracovat na malém prostoru bez zeleně a čerstvého vzduchu, i ta nejmenší zlepšení jsou k nezaplacení.

Jaké jsou nejurgentnější úkoly v kosmonautice?
Největší výzvou je nyní optimalizace zdrojů v uzavřených procesech na vesmírné stanici. Je to logické, protože vše, co se ve vesmíru spotřebuje, musí být přivezeno ze Země. Otázky zní: Jak efektivněji regenerovat spotřebovaný vzduch? Nebo: Jak efektivněji přeměnit odpadní vodu, včetně té z toalety, na pitnou vodu? Tady jsou potřeba inovace.

A co inovace: Mnoho technologií z kosmonautiky se uplatňuje v jiných průmyslových odvětvích. Jak je to s technologií čistých prostorů?
V této oblasti je kosmonautika spíše uživatelem než inovátorem. Technologie využíváme tak, jak jsou, a jen je málo upravujeme. Existují však i oblasti, kde jsou požadavky tak vysoké, že dokážeme odvětví skutečně vyzvat, například při stavbě vesmírných dalekohledů a velkých čistých prostorů.

Na své webové stránce TU v Mnichově varujete při představení studijního programu: „Ale pozor: Ze zkušenosti musíte počítat s tím, že díky širokému zaměření nemusíte očekávat jen nabídky z letectví a kosmonautiky!“ Kde vidíte zvlášť velké příležitosti pro vaše absolventy?
Je pravda, že více než polovina našich absolventů nepracuje v letectví a kosmonautice. Pouze asi 20 procent jde do letectví a stejně tolik zůstává v kosmonautice. Důvod je jednoduchý: letectví a kosmonautika jsou technologiemi napříč odvětvími par excellence. Používají se zde všechny moderní technologie a metody, které dnes tvoří základ moderních zařízení: mechatronika, vestavěné systémy, software, nejmodernější měřicí technika, hyperspektrální senzory, optické přístroje, hardware in the loop, projektové řízení, systémová technika a samozřejmě technologie čistých prostorů. Absolventi s tímto spektrem jsou vítáni ve všech průmyslových odvětvích a dostávají velmi dobré nabídky, například od automobilek. U nás v jižní Bavorsku například mnoho absolventů odchází do BMW a Audi, kde se již dnes hodně pracuje v čistých prostorách ve vývoji a výzkumu.

Poslední otázka: Kdy poletíme na Mars?
V listopadu 2046. Termín je stanoven, protože se nám nabízí ideální letový okno jen každých 15 let, kdy jsou Mars a Země v nejvýhodnější pozici. Potřebné technologie jsou sice v zásadě již dostupné a mohli bychom odstartovat i teď, ale mise by byla příliš drahá a nejistá, protože ne všechny technologie jsou ještě vyzkoušené. V roce 2031 by to bylo příliš brzy, protože bychom museli nejdříve letět na Měsíc, abychom je tam otestovali. Ale v roce 2046 je to možné: po startu v dubnu/květnu 2046 a 200denní cestě dorazíme v listopadu 2046 na rudou planetu. Slibuji.

Cleanzone - odborný veletrh a kongres
Odborný kongres Cleanzone ve Frankfurtu je novou platformou pro sdílení znalostí v oblasti technologií čistých prostor a poskytuje uživatelům i výrobcům vědecky podložené a nezávislé informace od mezinárodních expertů. Mezi řečníky jsou například Koos Agricola (ICCCS Mezinárodní konfederace společností pro kontrolu kontaminace), Dr. Udo Gommel (Fraunhofer IPA), Conor Murray (3dimension Cleanroom a předseda Irské společnosti pro čisté prostory), Joachim Ludwig (Colandis), Gabriele Schmeer-Lioe (Institut textilních a výrobních technologií Denkendorf) a Florian Dittel (Dittel Engineering).

Kongres se koná současně s Cleanzone. Nový veletrh oslovuje všechny firmy a odvětví, které již používají nebo plánují používat čisté prostory. Návštěvníci jsou například rozhodující představitelé z chemie, medicíny, farmacie, potravinářství, nanotechnologií, optiky a laserové techniky, mikroelektroniky, automobilového průmyslu, letectví a kosmonautiky. Jako vystavovatelé se představí výrobci systémů a technologií pro čisté prostory, stavebních komponentů a spotřebního materiálu, mezi nimi například BSR, CAS Clean-Air-Service, Colandis, Decontam, Dycem, Hydroflex, Kimberly-Clark, PPS Pfennig, Weiss a WISAG.