Restaurování československé vesmírné družice Magion I

Začátek “boje o vesmír” bychom mohli datovat na přelom 60. a 70. let minulého století. Prvním velkým mezníkem bylo úspěšné vypuštění první umělé družice Země – Sputniku 1 dne 4. října 1957, následovaly lety zvířat a pak prvního člověka do kosmu. Zpočátku šlo pouze o soupeření mezi SSSR a USA, ale už v roce 1965 přizvala vláda SSSR k účasti na vesmírných závodech další socialistické státy, a to formou nabídky spolupráce na programu Interkosmos. Tak zněl název kosmického programu pro výzkum a mírové využití vesmírného prostoru socialistickými státy. Formálně byl zahájen roku 1967, a na spolupráci se podílely Bulharsko, ČSSR, Kuba, Maďarsko, Mongolsko, NDR, Polsko, Rumunsko a SSSR. Jedním z hlavních příspěvků ČSSR byla družice Magion, která byla vyslána do kosmu v říjnu 1978.

 

Oficiálně byl cílem programu Interkosmos vědecký výzkum vesmíru a vědecko-výzkumná pracoviště ČSSR se na tomto úkolu od začátku podílela velmi významně. V roce 1970 schválila vláda ČSSR prostředky k zajištění programu, čímž se začala psát jedna z největších kapitol československé vědy, naše účast na poznávání tajemství vesmíru.

Československo bylo v rámci programu Interkosmos velice aktivní, a během prvních deseti let zaznamenalo řadu velkých úspěchů mezi zúčastněnými nesovětskými státy. Největšími z nich bylo jednoznačně vyslání prvního neruského a neamerického občana do kosmu, totiž československého pilota Vladimira Remka dne 2. března 1978, a krátce nato (24. října 1978) vyslání první československé družice, Magionu I.

Družice Magion I byla vypuštěna v rámci letu Interkosmos 18 jako menší sesterská družice k hlavní družici Interkosmos 18. Fakticky byl malý Magion náhradou za 15kilové vyvažovací závaží, užívané při předchozích letech, které českoslovenští inženýři a vědci nahradili smysluplnějším a účelnějším zařízením. Tím byli také první, kdo použil vícedružicový systém, získávající prostorová data. Mise Magionu trvala tři roky, mnohonásobně déle, než byla její předpokládaná životnost. Skončila 10. září 1981, kdy družice shořela v hustých vrstvách atmosféry.

Cílem programu MAGION bylo studium MAGnetického pole, IONosféry a plazmatu kolem Země. Magnetické pole je oblast kolem každého vesmírného objektu. Zpravidla je mnohonásobně větší než daný objekt u Země a sahá mnohonásobně dál, než k hranici atmosféry. Ionosféra je oblast od 70 po 700 km (někdy udáváno 100–1000 km nad Zemí), ve které se nachází volné elektrony, a atmosférické plyny se zde vyskytují v podobě iontů. Tato vrstva velmi ovlivňuje šíření elektromagnetických vln, např. pozemní signály nebo sluneční záření. Československé družice Magion pak byly vyslány do vesmíru ještě čtyři, jako poslední byla v roce 1996 vypuštěna družice Magion V, odesílající data až do roku 2002.

Výzkum elektromagnetických polí kolem Země, zejména v oblasti ionosféry, je mimořádně náročný. Tato pole se totiž mění jak v čase, tak v místě. Jedna družice tedy může zkoumat, jak se v průběhu času mění vlastnosti pole v daném místě, ale rozdílnost polí v různých místech prostoru už vyhodnotit nedokáže.

Projekt Interkosmos 18 měl za cíl vyslat do ionosféry dvojici družic, které by společně zkoumaly chování magnetického pole a vztah mezi magnetosférou a ionosférou. V jeho rámci byly tedy do vesmíru vyslány dvě družice, z nichž Magion I byla první ryze Československou družicí na oběžné dráze Země.

Obě družice byly vybaveny přístroji pro měření elektrické a magnetické složky pole a systémy přímé telemetrie, tj. zařízeními pro přenos naměřených dat na Zemi. Dále byly na družicích přístroje zkoumající pole nabitých částic (elektronů a iontů), chemické složení okolního prostředí a základní parametry ionizovaného prostředí (plazmatu).

Zdrojem elektrické energie byly solární panely, dobíjející provozní a záložní baterii. Řídící středisko pro družici Magion se nacházelo v Panské Vsi na Českolipsku, v přijímací stanici Geofyzikálního ústavu ČSAV.

Družice Magion I měla tvar nízkého hranolu o rozměrech 300x300x160 mm, ze jehož středu vycházel sloupek o výšce 140 mm, na kterém byla umístěna anténa pro měření mg. pole. Celková hmotnost družice byla 15 kg.

Základní výbavou družice byla zařízení pro měření elektrického a magnetického pole a blok pro měření rezonančních vlastností okolního ionizovaného prostředí. Dále zde byly umístěny detektory elektronů s energii vyšší než 30 keV (miniaturní Geigerovy-Müllerovy počítače).

Pro přenos dat na Zemi byly použity dva vysílače, vysílající v pásmu velmi krátkých a ultrakrátkých vln, připojené na dvě boční (137 MHz) a jednu vrchní (400 MHz) anténu. Pro řízení družice ze Země byly použity dva přijímače povelů s dvěma nezávislými anténami (149 MHz).

Kromě výše popsaných přístrojů se na „palubě“ nacházelo zařízení pro stabilizaci dráhy podle magnetického pole Země, teplotní čidla (teplotní regulace byla pouze pasivní – vlivem vnějšího prostředí), a dvě chemické baterie. Zvnějšku byla družice pokryta šestnácti solárními panely, z nichž čtrnáct dobíjelo baterii provozní a dva baterii záložní. Na spodku družice byl umístěn oddělovací mechanismus, použitý k oddělení od mateřské lodi.

 

Restaurování družice spočívalo především v čištění solárních panelů a v odstraňování koroze na povrchu krycích plechů, šroubů a antén. Tato práce probíhala postupně, povrch družice byl rozdělen na jednotlivé sekce a každá sekce byla restaurována samostatně. To proto aby byl v práci zachován určitý řád, resp. aby nedošlo k záměně jednotlivých dílů povrchu.

Každou sekci tvořil jeden solární panel s krycím plechem, na kterém byl uchycen, se všemi šrouby, které byly jeho součástí. Solární panel byl vždy nejdříve čištěn suchou metodou, tedy štětečky o různé hrubosti. Tím byly odstraněny především prachové částečky usazené na povrchu, ale také nečistoty ve spárách solárních destiček. Pokud bylo znečištění solárního panelu markantnější, bylo přistoupeno k mokrému čištění, s cílem odstranit mastnoty a odolnější usazeniny prachu. Toto čištění bylo prováděno tou nejšetrnější formou mokrého čištění, a to jemnou pěnou restaurátorského mýdla, rozmíchanou ve vodě. Ta byla kartáčkem nanášena na znečištěný povrch a vzápětí vždy setřena hadříkem.

Důvodem, proč bylo přistoupeno k této formě mokrého čištění, je to, že je velice šetrné k materiálům citlivým na vlhkost. Mýdlová pěna obsahuje jen málo vody, a když je hned po nanesení setřena, nezanechává téměř žádné stopy na lesklém povrchu solárních panelů.

Žádné z částí družice nebyly odstraňovány, pokud to nebylo nezbytně nutné. Jednotlivé kovové desky, tvořící povrch družice, byly v místech pod solárními panely čištěny dlouhými, úzkými štětečky. A jen pokud byla deska znečištěna v místě, kam nebylo možné se touto cestou dostat, bylo přistoupeno k odejmutí solárního panelu. Stejně tak nebyly nutně odstraňovány samotné krycí desky.

Většina povrchu solárního panelu byla vyčištěna pouze suchou metodou čištění, bez nutnosti odstraňovat jakýkoliv díl. Pouze na spodní straně družice, kde je umístěn oddělovací mechanismus, byl povrch znečištěn bílým práškem, který byl produktem oxidace stárnoucích baterií. Postupně v průběhu let se prášek usazoval v mezerách mezi krycími kovovými deskami. K jeho odstranění bylo nutno sejmout desky a několikrát opakovat mokré čištění, aby byly oxidační produkty úplně odstraněny. Pokud by totiž zůstaly na kovu, způsobovaly by korodování součástek, které by mohlo mít velice nepříjemné následky.

Po očištění všech částí družice Magion bylo přistoupeno k odrezování šroubů krycích plechů. Každý šroub bylo nutno vyjmout, odrezit, zakonzervovat a poté vrátit na místo samostatně. To proto, aby nedošlo k záměně jednotlivých šroubů. Koroze byla odstraňována železnými a mosaznými kartáči různé hrubosti. Železné šrouby byly poté nakonzervovány roztokem konzervačního činidla Tanin, které zakonzervuje mikroskopické zbytky koroze i odhalené železné plochy a zabrání jejich další oxidaci.

Na hlavicích některých šroubů se dochovaly zbytky červené barvy použité v době vzniku družice k vymezení míry dotažení šroubů na určitý moment. Bohužel se tato barva nedochovala všude, a to nejspíše vlivem různých výzkumných prací, které byly na družici v průběhu let prováděny. Během nich byly některé části Magionu otevírány a barva ze šroubů setřena. Z toho důvodu bylo restaurování šroubů se zachovanými zbytky barev prováděno se zvýšenou opatrností, aby tak mohly vypovídat o způsobu vývoje vesmírných družic i po další generace.

V závěru restaurování byly všechny části družice Magion natřeny konzervačním olejem, který byl po zaschnutí rozleštěn po plochách krycích plechů a antén. Tím byla vytvořena patina povrchu a družice dostala finální vzhled.

Po dokončení restaurátorských prací bude nyní družice Magion I navrácena ze sbírek VHÚ zpět Akademii věd České republiky.

Jakub König, Vít König

 

Partneři

© Vojenský historický ústav Praha