MATERIÁLY PRO NOVÉ TISÍCILETÍ
05/2013
registrační číslo projektu CZ.1.07/2.3.00/35.0009
Tam VŠICHNI žijeme OKLIKOU k tokamaku ITER Málem utopený KOSMONAUT VÝZKUM křemíkových mosazí PRO MODERNÍ VYUŽITÍ
ZAČÍNÁME
Seznamte se s projektem Materiály pro nové tisíciletí Materiály pro nové tisíciletí jsou koncipovány jako projekt popularizace vědy a výzkumu. Projekt je zaměřen na 3 důležité oblasti, jejichž činnost je provázána na řadu dalších. Jedná se o: • popularizaci v oblasti materiálového výzkumu (jakožto základního stavebního kamene dalších vědních a konstrukčních oborů); • popularizaci v oblasti kosmu, astronomie a jevů ve vesmíru; • popularizaci v oblasti řízené termojaderné fúze. V současné době právě v těchto odvětvích chybí celé dvě generace výzkumných pracovníků. Vysoké školy stále trpí nedostatkem schopných mladých vědců, kteří by neodcházeli do soukromé sféry či do zahraničí. Věříme, že vytvoření komplexních popularizačních materiálů spolu s informovaností žáků, studentů i jejich pedagogů povede ke zlepšení konkrétních kompetencí pracovníků a zajistí udržitelnost vědy a výzkumu i pro další generace. Realizovaný projekt je podpořen v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost, konkrétně v oblasti podpory 2.3 - Lidské zdroje ve výzkumu a vývoji. Období realizace projektu je 01.07.2012 30.06.2014. ŽADATEL PROJEKTU Vítkovice - výzkum a vývoj - technické aplikace a. s. www.vitkovice.net
2 MAT21
PARTNEŘI Asistenční centrum, a.s. www.asistencnicentrum.cz Česká kosmická kancelář o.p.s. www.czechspace.cz Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i. www.ipp.cas.cz CÍLOVÉ SKUPINY • žáci základních a středních škol z 5 zapojených krajů (zájemci o vědecko-výzkumnou práci); • pedagogičtí pracovníci základních a středních škol (pracovníci v oblasti seznamování žáků s výzkumem a vývojem); • studenti prvního stupně terciárního vzdělávání (bakalářského studia) v technických studijních oborech (zájemci o působení ve vědeckých oborech).
HLAVNÍ AKTIVITY • cykly přednášek; • dny otevřených dveří u žadatele a partnerů; • účast na výstavách, sympoziích a konferencích; • vydávání publikací; • semináře pro pedagogické pracovníky; • natočení krátkých popularizačních filmů; • celoroční kroužek pro žáky základních a středních škol; • další vzdělávání v oblasti soft skills; • interaktivní webové stránky.
EDITORIAL
Úvodní slovo k projektu Vážení čtenáři a čtenářky, dostává se Vám do ruky 5. číslo našeho časopisu MAT 21, které jak doufáme (nehledě na první příspěvek) nedopadne „absolutně černě“ (byť by se o to tým z Goddardova centra mohl pokusit).
To i mnoho dalších zajímavostí naleznete v tomto čísle časopisu MAT21. Za realizační tým projektu „Materiály pro nové tisíciletí“
ITER, který je opět o krok blíže k dokončení, snad vyřeší budoucí nároky na energie. Dozvíte se také o úspěchu žákyně Všeobecného sportovního Gymnázia Bruntál v rámci umělecké soutěže Člověk ve vesmíru, ale i o tom, že i v kosmu hrozí možnost utonutí.
Ing. Miloš Soukup Asistenční centrum, a.s.
Podíváte se občas jen tak k obloze? Může se stát, že Vás „vyfotí“ některá z četných vesmírných sond. Výzkum materiálů pro potřeby ITERu, výzkumu kosmu, ale pro potřeby běžného života stále přináší nové možnosti. Máte sen získat ocenění a být slavní? Nezkoušejte to však s Darwinovou cenou!
OBSAH 3 4–6 7–9 10–11 12–13 14–15 16–18
Úvodní slovo k projektu CO POMŮŽE hvězdářům? STAVEBNICE tokamaku Málem utopený KOSMONAUT OKLIKOU k tokamaku ITER Zajímavosti z domova i ze světa, Darwinova cena ŽÁKYNĚ z bruntálského gymnázia REPREZENTOVALA ČESKOU REPUBLIKU
19–20 21 22 23–24 25–26 27–28
Kalendárium Tam VŠICHNI žijeme!!! Na ITERu je pořád ŽIVO VÝZKUM křemíkových mosazí PRO MODERNÍ VYUŽITÍ KALENDÁŘ AKCÍ VLAŠTOVKY, kam se jen podíváš
Materiály pro nové tisíciletí 05/2013 | Datum vydání: 02. 09. 2013 | Místo vydání: Ostrava - Poruba Vydavatel: Vítkovice - výzkum a vývoj - technické aplikace a. s., IČ 27677257, Ostrava, Poruba, Studentská 6202/17 Periodikum: čtvrtletník | Náklad: 200 ks | Evidenční číslo: MK ČR E 21088 Autor: kolektiv autorů | Kontakty:
[email protected], http://www.materialy21.cz Tento časopis vzniká s přispěním Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky v rámci projektu Materiály pro nové tisíciletí (registrační číslo CZ.1.07/2.3.00/35.0009).
MAT21 3
UHLÍKOVÉ NANOTRUBIČKY
CO POMŮŽE hvězdářům? MATERIÁL černější než noc Z DÍLNY NASA paprsky, přesné číslo závisí na konkrétní vlnové délce. Testy odrazivosti světla ukázaly, že naši technici zvýšili asi padesátkrát pohlcování světla materiálem. Ačkoliv ostatní vědecké týmy již zveřejnily výsledky téměř dokonalých hladin pohlcování paprsků, ty se však pohybují jen v ultrafialovém a viditelném spektru světla. Kdežto náš materiál je téměř dokonalým „pojídačem“ světla jakékoliv vlnové délky. Něčeho takového před námi ještě nedosáhnul nikdo.“
Pohled na hvězdné nebe fascinoval lidstvo už od nepaměti (pardon za tak otřepaný, nicméně výstižný úvod). A za ty tisíce let, co uplynuly od pravěku, kdy si lovci mamutů (možná) čmárali souhvězdí do jeskynních stěn, jsme to přeci jen dotáhli o kousek dál. Máme observatoře obíhající Zemi a studující vzdálený vesmír bez škodlivých vlivů atmosféry či světelného znečištění s hrdinným teleskopem Hubble v čele, dokonce i přístroje na oběžné dráze, provádějící výzkum matičky Země. Nic ale není dokonalé. Dalším krůčkem k dokonalosti těchto observatoří má být superčerný nanomateriál vyvinutý techniky z NASA. Ale pěkně popořádku. Při psaní tohoto článku jsem v zásadě vycházel ze dvou materiálů na webu NASA. První byl zveřejněn na podzim 2011 a informuje o vynálezu velmi pozoruhodného nového materiálu založeného v podstatě na nanotechnologii, který se podařil týmu deseti techniků a optiků z Goddardova kosmického střediska NASA v Greenbeltu (stát Maryland; mimo jiné je zde řídící středisko legendárního Hubbleova dalekohledu, který se ještě ke konci své životnosti po poslední servisní misi raketoplánu v roce 2009 těší vynikající kondici – klepeme na dřevo). V podstatě se jim podařilo vytvořit materiál s extrémními absorpčními schopnostmi, co se týče světla na něj dopadajícího.
„Byli jsme výsledky i trochu překvapeni,“ dodává kolega J. Hagopiana z Goddardova centra Manuel Quijada. „Věděli jsme, že dobře pohlcuje světlo, ale nemysleli jsme, že se mu to bude dařit až v takové míře od ultrafialových po infračervené paprsky.“
John Hagopian pracuje se vzorkem nanomateriálu v Goddardově středisku NASA v Marylandu. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: www.nasa.gov/sites/default/files/ styles/226xvariable_height/public/ 503372main_hagopian_lg.jpg?itok=qRBulN0e
A v čem celý zázrak nového materiálu spočívá? Nanomateriál tvoří vždy pokrytí určité komponenty, nejčastěji vědeckého přístroje pro nasazení v kosmu. Jde o tenoučkou vrstvu nanotrubiček z uhlíku, z nichž každá je dutá a má více stěn. Na povrch požadované komponenty jsou trubičky usazovány vertikálně, jako lesní porost. Tým techniků již vypěstoval
Černý jako půlnoc v lese Tým z Goddardova centra zveřejnil svůj objev na podzim 2011 na konferenci SPIE Optics and Photonics, která je největším mezioborovým setkáním v této sféře vědy. Zvláštností materiálu je to, že dokáže pohltit a odstínit naprostou většinu světla jakékoliv vlnové délky, konkrétně má jít až o 99,5 % paprsků ultrafialového a viditelného světla a 98 % fotonů světla infračerveného. Nyní předejme slovo vedoucímu týmu stvořitelů materiálu, Johnu Hagopianovi: „Výhoda oproti ostatním materiálům je ta, že ten náš je 10 až 100krát lépe absorbující světelné
4 MAT21
Zvětšený pohled (široký asi 0,8 mm) z mikroskopu ukazuje vnitřní strukturu nanotechnologického krytí a vertikální uspořádání trubiček. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: www.nasa.gov/images/content/601746main_CNTs_Fe%20on%20Si.jpg
UHLÍKOVÉ NANOTRUBIČKY nanotrubičky na křemíku, nitridu křemičitém (anorganická sloučenina dusíku a křemíku Si3N4 našla uplatnění hlavně v automobilovém průmyslu jako materiál pro motory, konkrétně zapalovací svíčky), na titanu, mědi a nerezové oceli, což jsou materiály běžně užívané při výrobě kosmických technologií. Nehledě na barvu materiálu, díky jeho absorpčním schopnostem jej ve výsledku lidské oko a dokonce i citlivé senzory vnímají jako naprosto černý. Desettisíckrát tenčí než lidský vlas Co se týče jakéhosi „vypěstování“ nanotrubiček na požadovaném tělese, je nutné jej potřít vrstvou katalyzátoru s obsahem železa, který tvoření trubiček podporuje; k němu později. Těleso je poté rozehřáto v peci na asi 750 °C za foukání uhlíkem nasyceného plynu na těleso. Vzniklé nanotrubičky z čistého uhlíku jsou poté asi 10 000 krát tenčí než lidský vlas a malinké mezírky mezi nimi dokážou pohltit nežádoucí světelné paprsky z pozadí, které se následně neodráží od různých povrchů přístroje a nemísí se se světlem, které vědci skutečně zachytit chtějí. Využití takového materiálu je nasnadě: využit skutečně v observatořích na zemské orbitě by umožnil astronomům získat informace o tak vzdálených objektech, které již nelze pozorovat ve viditelném světle, či o objektech, které se nacházejí ve vysoce kontrastní oblasti, jako planety u jiných hvězd. To vše díky pohlcení nežádoucího světla z okolí a pomoci teleskopu zachytit jen to, co má. Zkrátka by nepřišli ani vědci, kteří studují pomocí údajů družic na zemské orbitě pozemské oceány a atmosféru (důležité například pro předpovědi počasí, tropických bouří či změn klimatu). Nový materiál by pomohl odstínit velké množství světla, které odráží zemská atmosféra a které přehlušuje slabší světlo, nesoucí důležité informace. Vývojáři vědeckých přístrojů momentálně natírají komponenty černou barvou za účelem pohlcení nežádoucího světla, které by se jinak odráželo od všemožných povrchů přístrojů. Tato technologie má však několikero slabin. Za prvé nezachytí tolik zbloudilého světla jako nový nanomateriál, pouze asi 90 % (uhlíkové trubičky slibují řádově několiksetkrát méně nežádoucích paprsků). Za druhé: v supernízkých teplotách černá nezůstane černou, spíše nabývá lesklé a malinko stříbřité barvy a ztrácí tím pádem účinky, co se týká pohlcování světla. Přitom přístroje, studující infračervené světlo z hlubin kosmu,
extrémně chladné být musí, aby jejich vlastní teplo nerušilo vědecké pozorování. Černý materiál má ještě jednu důležitou úlohu na kosmických observatořích: chlazení. Čím černější materiál, tím více tepla svého nositele zbaví. Nanotrubičky tak mohou naleznout další uplatnění v zařízeních, která sbírají teplo napříč vědeckou observatoří a vypouští je do kosmu, čímž činí přístroje citlivější na infračervené světlo studovaných objektů a navíc usnadňují život elektronice observatoře chlazením.
Snímek z elektronového mikroskopu ukazuje duté uhlíkové nanotrubičky. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: www.nasa.gov/images/content/ 601748main_Ti60-6-500x.jpg
Například na Mezinárodní kosmické stanici (ISS) plní tuto úlohu chladícího média tekutý čpavek, kolující skrze potrubí stanice, shromažďující přebytečné teplo, generované elektronikou a vypouštějící jej do kosmického prostoru. Na raketoplánech plnil tuto misi plynný freon, evropská kosmická observatoř Herschel byla chlazena tekutým heliem za účelem vyšší citlivosti na infračervené záření z hlubin vesmíru.
Jeho tým totiž nedávno demonstroval, že dokáže vytvořit na povrchu tělesa rovnoměrnou (velmi důležité!) vrstvu nanotrubiček s pomocí další nově vznikající zajímavé techniky: takzvané ALD, což je zkratka anglického názvu pro ukládání atomární vrstvy. Spojení nového materiálu a ALD má umožnit NASA posázet rovnoměrně nanotrubičkami komplexní přístroje, užívané v optice, skutečně trojrozměrně.
Chytří výrobci vesmírných přístrojů se snažili obejít časovou ztrátu absorpčních schopností černých nátěrů přimícháváním epoxidové pryskyřice (vytvrzený, velmi odolný chemický materiál) a vodivých kovů, čímž ale zase zvyšovali hmotnost přístrojů pro vynesení raketami do kosmu, což je jistě nežádoucí. Kdežto s novým krycím materiálem z nanotrubiček je přístroj lehčí, efektivnější a „černá zůstane černou“.
Potíže s položením základů Jak už bylo uvedeno výše, před pokrytím povrchu tělesa nanotrubičkami musí technici nanést na jeho povrch jakousi vrstvu katalyzátoru, který poté podporuje vznik nanotrubiček, konkrétně se jedná o oxid železitý (Fe2O3, sloučenina trojmocného železa a kyslíku), jenž musí pro správnou funkci nanomateriálu vytvořit na tělese vysoce rovnoměrnou vrstvu, ne silnější než jeden atom, což se děje ve speciální reakční komoře. Jakmile je toto hotovo, můžeme začít vytvářet nanotrubičky ve speciální peci, jak je popsáno výše.
A jak ukazuje nejnovější článek na webu NASA z letošního července, základní výzkum pokračuje (a to nikdy nevíme, co může základní výzkum přinést za aplikace; vezměme už jen mechanismus, který se stará o automatické navádění evropských zásobovacích lodí ke stanici ISS a dnes našel využití také v automobilkách pro vývoj robotů, jež automaticky skládají kostry aut). John Hagopian dosáhl ve svém úsilí s nanotechnologickým krycím materiálem dalšího úspěchu, jenž jej posunul na dosah k reálným aplikacím objevu na kosmická plavidla.
Položit rovnoměrnou vrstvu podkladového oxidu železitého ovšem není jen tak – zvláště v případech členitých komponent. Na pomoc však spěchá zmíněná technologie ALD – způsob ukládání atomární vrstvy. „Vzorky, které jsme zatím pokryli nanomateriálem, jsou všechny ploché a jednoduchého tvaru. Jenže spousta komponent má všelijaké tvary, takže jsme hledali způsob, jak vytvořit uhlíkové nanotrubice na trojrozměr-
MAT21 5
UHLÍKOVÉ NANOTRUBIČKY
„Úspěšně jsme vytvořili nanotrubičky na vzorcích předmětů, které jsme poslali do Melbourne, a oni předvedli velmi podobné vlastnosti podložní vrstvy katalyzátoru, jakých jsme dosáhli předtím my pomocí jiné technologie,“ pokračuje Hagopian. „Význam toho celého je ten, že nyní máme prostředky ke zvýšení citlivosti přístrojů, aniž bychom museli stavět větší a větší teleskopy. Demonstrovali jsme možnosti nanotechnologie, která je použitelná na nových typech malých družic Cubesat, které momentálně vyvíjí NASA ke zlevnění kosmických misí,“ uzavírá John Hagopian. Vít Straka
Lachlan Hyde, melbournský technik, pracuje s tamním zařízením pro nanášení katalyzátoru pomocí ALD. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: www.nasa.gov/sites/default/files/mcn_0163_ july_2013_0.jpg?itok=KEyQPWDo
ných předmětech, jako jsou optické usměrňovače nebo trubičky. Ono totiž není jen tak nanést na předmět skutečně rovnoměrnou vrstvu katalyzátoru. Proto jsme se pustili právě do techniky ukládání atomární vrstvy,“ uvedl John Hagopian.
Zdroj: Článek na webu NASA z 08. listopadu 2011, dostupný online zde: http://www.nasa.gov/ topics/technology/features/super-black-material.html Článek na webu NASA ze 17. července 2013, dostupný online zde: http://www.nasa.gov/ content/goddard/nasa-engineer-achieves-another-milestone-in-emerging-nanotechnology/#.UfajbW2d8_y
ALD byla vyvinuta v 80. letech a jde o pouze jednu z mnoha technologií nanášení jemného filmu na povrch předmětů. Oproti svým konkurentům však tento sluha polovodičového průmyslu nabízí jednu zásadní výhodu: technici mohou neustále přesně kontrolovat a korigovat tloušťku a složení vrstvy nánosu katalyzátoru dokonce i v průduších a dutinách. Pro 3D objekty ideál. Zatímco kolegové Johna Hagopiana z Goddardova střediska vytvářeli vlastní reakční komoru pro používání ALD, on zabrouzdal po internetu a vtáhnul do hry Melbourne Centre for Nanofabrication, největší australské výzkumné středisko co se nanotechnologií týká. Následně putovaly z NASA do Melbourne některé komponenty, mezi nimi i součástky pro nový dalekohled pro odhalování planet okolo cizích hvězd. Úkol byl jasný: pokusit se nanést na komponenty rovnoměrnou vrstvu katalyzátoru pro posázení nanotrubičkami z Ameriky. Australané si plivli do dlaní a dali se do práce: propočítali teplotu a tlak pro práci v reakční komoře, určili správný typ plynu pro nanášení katalyzátorové vrstvy – a uspěli!
6 MAT21
Úchvatný snímek Malého Magellanova mračna z orbitální observatoře Chandra, vypuštěné roku 1999 z paluby raketoplánu Columbia. Ke vzniku podobných snímků by mohl v budoucnu přispět nový nanomateriál z NASA. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: www.nasa.gov/sites/default/files/images/738735main_ngc602_665.jpg
TERMOJADERNÁ FÚZE
STAVEBNICE tokamaku
jednoznačný úspěch projektu MAT 21 Public Information Network Meeting, Cadarache, 15. května 2013. Zdroj: soukromý archiv M. Řípy
roidálního pole, cívky poloidálního pole, centrální solenoid a kryostat. Abychom zachovali měřítko 1:100 našeho nejmenovaného vzoru, to je tokamaku ITER, požadoval jsem rozměry válcového kryostatu 30 cm do výšky a 30 cm v průměru. Vstupní parametry byly dány, termín odjezdu do Cadarache se blížil a na papíře nebyla čárka.
Projekt „Materiály pro nové tisíciletí“ si, vyjma jiného, dal za úkol vybavit „zapojené“ zájmové kroužky fyziky a astronomie na základních a středních školách vhodnými pomůckami. Návrhy na pomůcky podala Česká kosmická kancelář o.p.s. a Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i. Doslova na poslední chvíli mě napadla stavebnice tokamaku. Pokud moje paměť sahá, na světě nic takového neexistuje. Nerozebíratelné modely ano, dokonce v Japonsku postavili tokamak ITER z lega, ale stavebnici jako didaktickou pomůcku nikde nemají, natož, aby ji někde prodávali. V prvním okamžiku jsem si představil dřevěnou stavebnici na způsob dětských vláčků, ale rychle jsem zjistil, že to je hloupost. Tokamak disponuje toroidální komorou, což je útvar připomínající nafouknutou pneumatiku a to by asi nebylo to pravé ořechové (dřevo). Takže kov a plast. Nyní nastal kolotoč, který mi pěkně zamotal hlavu. Byl jsem požádán, abych udělal cenový průzkum. Kde vzít, když ani čert nebere? Neznal jsem firmu, která něco podobného byla ochotna vyrobit. Nakonec jsme získali vyjádření dalších modelářských firem a já jsem se naivně domníval, že mám vyhráno. Pak plynuly dny a plynuly měsíce, až se ko-
nečně vypsalo výběrové řízení. Mezi několika nabídkami byla i od firmy, která uměla vyrobit součástku na základě 3D kresby. Po zdolání výběru dodavatele tohoto modelu dle pravidel pro nakládání s grantovými prostředky vzešlo jméno vítězné firmy, kterou byla firma PRO MODEL z Průhonic. Nabídla cenu, která byla nižší než další nabídky např. výroba modelu prostřednictvím 3D tisku. Nedočkavě jsem telefonoval do Průhonic: „Pánové, můžete se pustit do práce.“ Chyba! PRO MODEL byl sice nejlacinější, ale vlastní výběrové řízení nebylo ukončeno. Nyní bylo potřeba dodržet všechny požadované lhůty pro zajištění všech administrativních náležitostí. Po jejich uplynutí jsem jejímu majiteli panu Zelníčkovi ukázal sérii obrázků tokamaku ITER, kterou jsem přednášel pod názvem striptýz naruby. Ano, správně - Peříčko. Série obrázků začínala prázdnou vakuovou nádobou a ta se postupně zaplňovala dalšími komponenty. Poslední se na scéně objevil kryostat. Pánové z PRO MODEL si obrázky prohlédli a k mé velké radosti se k návrhu neobrátili zády. Firma měla můj seznam komponent, na které měla být stavebnice rozebrána. Byly to: obal, divertor, vakuová komora, cívky to-
Čas ubíhal a bylo jasné, že stavebnici vyrobit coby exponát na veletrh Ampér 2013 nelze stihnout. Stále jsem se kochal představou předvedení stavebnice na evropském setkání PIN Meeting 2013 v Cadarache, kdy náklady spojené s cestou nebyly hrazeny v rámci projektu MAT 21.
PIN = Public Information Net je neformální sdružení (polo)profesionálních a amatérských popularizátorů termojaderné fúze při EFDA (Euratom Fusion Development Agreement). Kruh se měl uzavřít a za evropské peníze v Česku postavena stavebnice měla ohromit organizaci patřící pod Euratom, evropskými penězi placenou známou agenturu.
PIN Meeting 2013 měl začít 14. května v Cadarache, v místě stavby mezinárodního tokamaku ITER. Začínal jsem věřit tomu, že ITER postaví dříve, než 100x menší stavebnici. Nebyl jsem z ústavu připraven na takové „tempo“. Konečně. PRO MODEL vyhrál a musel dodat doplňující dokumenty. Už třetí várku. Počítejte se mnou: 1. várka = cenová nabídka, 2. várka = kompletní nabídka, 3. várka = vítěz = nezbytná administrativa! Začátkem května se začaly malovat výkresy, ale nic hmotného tu ještě nebylo. Nemám zkušenosti s výrobou podobných modelů a tak když pan Zelníček prohlásil: „…že bych
MAT21 7
TERMOJADERNÁ FÚZE komora…vypadalo to docela zajímavě! Ukázal jsem fotografie kolegovi Mlynářovi, nelíbil se mu nápad s ekvatoriálním řezem. Stavebnici jsme totiž s ohledem na jednoduchost rozebírání a sestavování rozřízli v rovníkové rovině a tak přepůlili jak komoru, tak cívky toroidálního pole, což pochopitelně ve skutečnosti nelze. Kolega Mlynář by raději viděl (de)montáž odpovídající skutečnosti, to je po segmentech nasouvaných podél kruhové osy toroidu. Cívky poloidálního pole jsme kvůli pevnosti pevně spojily s modrými cívkami toroidálního pole. Počet cívek toroidálního (18) a poloidálního (6) pole odpovídal skutečnosti. Nechal jsem jednu cívku toroidálního pole jako ukázku vyrobit v celku.
Deset tokamaků nemají ani fúzní velmoci. Zdroj: soukromý archiv M. Řípy
Čtvrtek před úterním odjezdem jsem opět navštívil dílnu, kde na mě čekaly krabice se součástkami pro pět stavebnic, a doladili jsme detaily. Kupříkladu jsme zajistili kryostat, aby při manipulaci z něho celá slavná stavebnice nevypadla a ireverzibilně
Ač jsem dlouho zvažoval rozhodnutí změnit datum odjezdu z pondělí na úterý, najednou se ukázalo, že mě osvítil duch svatý. Stavebnici mi dovezl pan Zelníček v pondělí odpoledne. Nejen jemu, ale i mně, se model líbil. Zkusili jsme rozborku, sborku a mně bylo jasné, že se mi krabice do baťohu nevejde. Informace, že do kabiny Airbusu 320 mohu pouze s jedním zavazadlem, mě trochu zaskočila, a také se na místě ukázala jako falešná. Počítal jsem, že model v krabici vložím do silonové tašky a ostatním naplním baťoh. Nerozložená stavebnice byl válec, který už do baťohu IRONMAN vklouzl. Pan Zelníček se nadšeně netvářil a tak jsme válec obalili bublinkami a pomodlili se. Do batohu jsem vložil netbook, mobil, zubní kartáček a hřeben jsem musel nechat v Praze! Cestou na letiště jsem přemýšlel, co odpovím rentgenovčíku. Model termojaderného reaktoru by asi neprošel. Co takhle plastiková stavebnice pro děti? Bublinky bych
Projektové hrátky s tokamakem. Zdroj: soukromý archiv M. Řípy
si stavebnici do Cadarache mohl odvézt!“ příliš nadějně jsem kauzu neviděl. Začátkem každého týdne jsem nervózně volal Průhonice, až jsem se dozvěděl, že končí jedna zakázka a za týden se na tokamak vrhne celé osazenstvo dílny. Termín odletu se blížil a zazvonil telefon: „Pane Řípo, přijeďte se podívat. Máme vzor, podle kterého se budou vyrábět matrice!“ Adresa ateliéru Říčanská 451 byla pro mě trochu oříšek, ale nakonec to stálo za to. Modré cívky toroidálního pole, oranžový centrální solenoid, šedivá vakuová
8 MAT21
se nerozložila. Vše měl na starosti kolíček „Francouzskou stavebnici nebudeme lakovat, lak by nestačil uschnout. Krabice ale bude.“ Krátký úvod o úloze tokamaku při výzkumu termojaderné fúze a popis funkce komponent jsem měl připravený. Návod pro stavebnici dopsal v pátek pan Zelníček. Vyfotografoval jednotlivé komponenty a fotografie opatřil čísly.
z modelu skutečně sundávat nechtěl. Navíc mám návod, kde je stavebnice vyfotografovaná i v rozloženém stavu. Na Ruzyni stačila „dětská stavebnice“, v Marseille při zpáteční cestě, jsem musel bublinkovou komoru vyjmout z batohu a zamávat návodem. Model termojaderného reaktoru pronikl přísně střeženou zónou. Své vystoupení jsem nazval Embodied Energy, což se Petre Nieckchen líbilo a zařadila mě první den do části Share Experience.
TERMOJADERNÁ FÚZE
Ten Tokamaks Ten Tokamaks Posted August 5th 2013 in All News, Associates, Education, EFDA, Picture of the week “Not even Germany or the US has ten tokamaks!” Milan Ripa from the Institute for Plasma Physics in Prague says proudly. The Czech Republic’s ten tokamaks pictured here were manufactured for school outreach programmes by model company Pro Model Pruhonice, from photographs and discussions with Mr Ripa. Already five groups – around 300 students – have had the chance to play with the 25 cm diameter models, which will travel to 26 primary and secondary schools throughout Czech Republic. The model divides into ten parts, giving students a chance to really see how a tokamak is put together. The tokamaks are one product of Materials for the New Millenium (MAT21), a research and science popularisation partnership. Over a two year period MAT21 will produce a wide range of Czech educational and engagement materials, such as newsletters, videos and a website.
Stavebnice tokamaku byla vybrána za Snímek týdne na prestižních stránkách EFDA. Zdroj: www.efda.org
Bohužel těsně po obědě, ale dopadlo to nad očekávání dobře. Ještě dopoledne jsem doplnil Embodied Energy dvěma slajdy představující projekt MAT21, pak následovala auto-sekvence obrázků Dolních Vítkovic s kongresovou halou Gong – bývalým plynojemem. A nakonec stavebnice. Problém nastal s místem, kam stavebnici položit. Každý měl před sebou monitor, takže nebylo místo. Místo bylo na příčné přepážce podélných stolů. Ovšem tam bych se musel doslova proplazit pod zábranami, nebo tam dotancovat po deskách stolů. Oboje jsem
Projektové hrátky s tokamakem. Zdroj: soukromý archiv M. Řípy
zamítl - obával jsem se případného fau pax při zdolávání překážek - postavil stavebnici na příčku a sám zůstal za podélným stolem. Moc pohodlné to nebylo, ale podařilo se. Jakmile kolegyně a kolegové zjistili, co hodlám učinit, shromáždili se naproti mně, aby dobře viděli. Seance mohla začít. Položil jsem stavebnici chráněnou válcovým kryostatem na příčný pultík, vyjmul tři průchody a zajišťovací kolíček. Pomalu zvedl kryostat vzhůru a….
„Jééé“, ozvalo se kolem, doprovázeno spontánním potleskem. Bylo vyhráno. Stavebnice byla přijata do rodiny fúzních popularizátorů! Pak jsem postupně začal model rozebírat: Oranžový centrální solenoid, horní polovina vakuové komory s polovinami modrých cívek toroidálního pole a třemi červenými cívkami poloidálního pole. Na usmívající se obecenstvo vykoukl toroid obalu, jehož dvě barvy odlišily první stěnu a stínění, z údolí nechráněné vakuové komory jsem vyjmul žlutý divertor. Stavebnice byla rozložena! Opačný postup, to je složení vyžaduje opatrnost, neboť jednoznačnost azimutální orientace zajišťují značky a ty jsem na dálku neviděl. Po menším zaváhání byl tokamak zakryt kryostatem a moje přednáška skončila. Kolegy zajímalo, jak dlouho trvala výroba od výkresů po sestavení: „Dva měsíce trvala výroba, třičtvrtě roku schvalovací proces.“ Milan Řípa
MAT21 9
ZLATÁ RYBKY LUCA PARMITANA
Málem utopený KOSMONAUT Luca Parmitano ve skafandru určeném k výstupu do volného kosmu – v tomto malém prostoru před jeho obličejem se nakonec shromáždilo téměř 1,5 litru vody. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: www.nasa.gov/images/ content/733948main_ jsc2013e013688_1600_946-710.jpg
„No a co?“, řeknete si možná. Kosmonauti trénují přistání na rozbouřenou hladinu oceánu, před startem nacvičují operace, které budou provádět ve volném kosmu, ve velkém a hlubokém bazénu ve výcvikovém centru – tak se to trochu nepovedlo a hned je velký problém na světě. Pravda je však trochu jiná – v úterý 16. července 2013 se italský kosmonaut Luca Parmitano málem utopil během výstupu do volného kosmu na Mezinárodní kosmické stanici ISS. Ve volném vesmíru, v prostoru, kde se nevyskytuje vzduch, natož voda. Kosmonautika nám opět ukázala, že jí rozhodně nemůžeme brát jako rutinní činnost a že je stále náročným a nebezpečným povoláním plným nástrah, které se nesmí nikdy a z žádných důvodů podcenit, protože může jít opravdu o život. Pojďme ale hezky po pořádku. Členové 36. základní posádky Mezinárodní kosmické stanice Američan Chris Cassidy a Ital ve službách Evropské kosmické agentury Luca Parmitano se chystají za pomocí kolegů na svůj
10 MAT21
druhý výstup do volného kosmu v rozmezí jednoho týdne (celkově 361. výstup do volného kosmu v dějinách kosmonautiky). Kosmonauti budou pokračovat v práci, kterou započali během minulé vycházky EVA (oficiálně Extra-Vehicular Activity) – přepojí části kabeláže a připraví nové kabely pro připojení chystaného ruského modulu Nauka. Předpokládá se, že výstup obou kosmonautů bude trvat přibližně šest a půl hodiny. Všechno je ale jinak a z původně bezproblémového výstupu se stává velké drama, které vrcholí při rychlém návratu kosmonautů zpět do orbitální stanice již po jedné a půl hodině pobytu ve volném vesmíru. Luca Parmitano totiž zhruba po hodině intenzivní práce na povrchu Mezinárodní kosmické stanice ISS náhle zjišťuje, že má v helmě svého skafandru volně si poletující kapičky (spíše bychom měli napsat kuličky) vody. První rychlý odhad naznačuje, že by se mohlo jednat o kapičky potu, nebo o vodu unikající ze zásobníku na pití. Množství vody v okolí obličeje kosmonauta se však začíná dost dramaticky zvyšovat a její zdroj se nedaří kosmonautovi ani
technikům na Zemi identifikovat. Je již ale jasné, že to není pot, na to je poletujících kapiček příliš, ani nedovírající ventil na náustku na pití. Za pár dalších chvil se potvrzuje, že se s největší pravděpodobností jedná o poruchu chladící nebo klimatizační smyčky, která ve skafandru kosmonauta zajišťuje, aby se jeho tělo při práci nepřehřívalo. Luca si navíc začíná stěžovat, že voda „chutná chemicky“ a štípe ho v očích. Všem je jasné, že výstup bude muset být co nejrychleji ukončen. Italský kosmonaut přestává kvůli vodě v očích a na skle průzoru helmy vidět na cestu před sebou a kvůli vodě v ústech jen velice těžko komunikuje se svým kolegou Chrisem Cassidym i s kolegy uvnitř stanice a v pozemním řídícím středisku. Vodu má ale i v uších a v nose, prostě nic příjemného. Je třeba si uvědomit, že voda se v beztížném stavu v malém prostoru helmy před obličejem kosmonauta volně vznáší, není možné si nijak chránit oči, nos ani ústa proti jejímu vniknutí, „mazlavě“ ulpívá na obličeji kosmonauta i na vnitřním povrchu helmy, není možné jí žádným pohybem odstříknout pryč. Prostě, jak se Luca později sám vyjádřil, připadal si v těch chvílích jako „zlatá rybička v kulatém akváriu“. To už měl opět humoru na rozdávání, pár chvil předtím mu ve volném vesmíru do smíchu moc nebylo. Jeho americký kolega ho musel téměř dotlačit do přechodové komory, kterou se kosmonauti dostávají ze stanice na její povrch (proto musí kosmickou vycházku absolvovat vždy dva kosmonauté, aby si právě v podobných případech mohli vzájemně pomoci). Luca Parmitano měl nakonec v helmě jeden a půl
ZLATÁ RYBKY LUCA PARMITANA
litru vody, zbavil je jí teprve po vstupu do vnitřních prostor stanice, kdy mu zbývající čtyři kolegové z posádky pomohli osušit obličej papírovými utěrkami a kdy se mohl zase zhluboka nadechnout bez obavy, že si do plic nasaje nechutnou chemicky upravenou technickou vodu ze svého skafandru. Italský kosmonaut Luca Parmitano (vlevo, česká vlaječka na jeho kombinéze se hezky vyjímá) společně se svým americkým kolegou Christopherem Cassidym na palubě Mezinárodní kosmické stanice. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: www.nasa.gov/images/content/753082main_iss036e004773_wp_946-710.jpg
I když vyšetřování vzniku závady teprve začíná, ukázalo se opět, že nejenom úspěšně splněné mise či jednotlivé úkoly posouvají kosmonautiku vpřed. Že i z chyb, problémů a nedostatků je potřeba se poučit a najít způsoby, aby se stejný problém už znovu neopakoval. Protože pouze hlupáci opakují stejné chyby. I příběh „zlaté rybičky Luca Parmitana“ ukázal, jak je důležitá součinnost nejen dvou kosmonautů, kteří jsou spolu ve volném kosmu, ale i jejich kolegů uvnitř stanice a techniků o 400 kilometrů níže na Zemi. Ani oni totiž při návratu italského kosmonauta zpět do stanice nezaháleli. Bleskově plánovali a připravovali „vysvlečení“ ze skafandru tak, aby se co nejrychleji mohla sundat helma a osušit Lucův obličej. A to se povedlo, Luca Parmitano se za pár chvil už mohl opět vesele usmívat a radovat, že se nestal prvním kosmonautem, který se ve vesmíru utopil. Milan Halousek
Práce ve volném kosmu je nebezpečná a náročná fyzicky i psychicky (Luca Parmitano krátce před tím, než začaly jeho problémy s vodou v helmě). Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: http://images.spaceref.com/news/2013/luca_parmitano_spacewalk_945.jpg
Jediný den před tímto dramatickým výstupem do volného kosmu natočil holohlavý Luca Parmitano minutové video o tom, jak je pro něj jednoduché si v beztížném stavu na Mezinárodní kosmické stanici umýt hlavu (zveřejněno na YouTube kanálu NASA bylo dokonce až v den tohoto výstupu). Prostě si na hlavu napustil trochu vody, nechal jí „roztéct“ po hlavě a obličeji a potom setřít savým ručníkem. Druhý den si to vyzkoušel „naostro“. Možná si teď dá pozor, jaká další instruktážní videa bude natáčet. Video najdete na adrese http://youtu. be/ZOIW6IgTN6U - reaguje na video, na kterém popisuje složitosti údržby vlasů na ISS americká členka posádky Karen Nybergová - http://youtu.be/RonoPB3sPNo.
Vyvrcholení celého příběhu nebylo zachyceno žádným fotoaparátem, nikdo z kosmonautů neměl čas fotografovat – snímek z kamery v přechodové sekci ISS ukazuje zbývající členy posádky ISS Karen Nybergovou (uprostřed), Pavla Vinogradova (pruhované tričko) a Fjodora Jurčichina (červené tričko vzadu), kteří se právě snaží co nejrychleji sundat Lucu Parmitanovi (vlevo v bílém skafandru) helmu, aby se mohl nadechnout. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: NASA TV
MAT21 11
TERMOJADERNÁ FÚZE
OKLIKOU k tokamaku ITER na Zemi. Jsme u stavby tokamaku ITER, který buduje šest států – Rusko, Spojené státy, Čína, Japonsko, Jižní Korea, Indie v čele s Evropskou unií nedaleko Aix en Provence, nebo vám známější Marseille. Pamatujete Francouzskou spojku? Gene Hackman v super roli Američana ve Francii?
Nedávno redaktor E15 psal o svobodné firmě, kde k němu přistoupil generální umožňovač (sic) v triku Iron Man. Ke smůle pana redaktora byl k článku přiložen snímek umožňovače v onom triku. Umožňovač si neoblékl tričko kasovního trháku – filmu Iron Man, ale havajského triatlonu Ironman. Zde se obě slova píší dohromady! Železný muž! Dokonce na triku umožňovače jsou patrné jednotlivé ostrovy včetně Big Island, kde se známý triatlon pořádá. Ironman Triathlon World Championship je jistě nejpopulárnější, ale nejtěžší je triatlon jménem Embrunman. Proč proboha ten Řípa píše ve vědeckopopulárním časopise o triatlonu? Klid, přátelé, klid. Místo rozčilování dávejte pozor! Embrunman startuje v přehradním jezeru Sere Ponco napájeném řekou Durance. Ta opouští město Embrun a vine se francouzskou Provenci až se po 150 kilometrech setká s řekou Verdun. Na soutok dohlíží majestátní hrad Cadarache. Cadarache? No jasně! Ano, jsme nedaleko stavby největšího vědeckotechnického díla
12 MAT21
Před více jak dvaceti lety jsem se účastnil třech ročníků Embrunmana (3,8 km plavání, 190 km na kole s převýšením 3 600 m přes sedlo Col d´Izoard, 2 460 m známé z Tour de France a maraton 42 km) a určitě jsem tehdy netušil, že ve čtvrtek 15. května 2003 budu se zatajeným dechem hledět na rodící se zázrak. Mimochodem - Embrunman se pořádá vždy 15. srpna na svátek Nanebevzetí Panenky Marie. Vraťme se ale do současnosti. Lidé chtějí Slunci ukázat, že nejen ono ale i oni umí spojovat atomová jádra. V druhém květnovém týdnu jsme se, jako každý rok, setkali my, co spolu chodíme, když popularizujeme termojadernou fúzi, na Public Information Net (PIN) Meeting, tentokrát v Cadarache. 50 kilometrů z Aix en Provence jsme každý den zdolávali autobusem podél bouřících vod kanálu Durance a po důkladné kontrole, která se o mnoho nelišila od neuvěřitelně absurdní prověrky na ugandském letišti v Entebe při návratu z cyklovýletu kolem Kilimanjara v roce 2006, vcházeli do HQ (Headquartes) budovy a s téměř nábožnou úctou pozorovali věže jeřábů týčící se
za travou porostlým valem. Než se tak stalo, zavezl nás bus ke vstupu pro návštěvy, což bylo pochopitelně špatně. Stejně jako když mladého Lavrentěva v roce 1951 přivezli ke špatnému vchodu První zvláštní zprávy na schůzku s Kurčatovem a než se zjistilo, že propusk patří jiné bráně, Lavrentěv nastydl a zmeškal druhou schůzku s Kurčatovem, což rozhodlo o tom, že se místo o nektrolovanou fúzi – bombu, věnoval fúzi kontrolované, čímž zadělal na myšlenku tokamaku. Praprapředka chrámu vědy a techniky, který jsme měli zanedlouho spatřit. Zatravněné gigantické schody mi silně připomínaly známou přečerpávací elektrárnu Dlouhé stráně v Koutech nad Desnou. Tehdy jsem v dubnu 2012 s kolem stál pod travnatou hradbou až překvapivě podobné zde v ITER a do poslední chvíle si nebyl jist, zda nahoře je opravdu druhé jezero elektrárny, zda jsem nešlapal do výšky 1 350 m n. m. na kole zbytečně. Nyní se stejným pocitem jsem hleděl na travnatý kopec a říkal si, to není možné, za travnatou zdí je s největší pravděpodobností téma desítek mých článků, přednášek a diskusí, co jsem jich za patnáct let absolvoval. Je tam zárodek tokamaku ITER. První den jsme trávili v místnosti číslo 346, ale další dva dny jsme povýšili na 536. Z pátého patra jsme měli staveniště jako na dlani. Tokamak pit (jáma), hala pro cívky poloidálního pole, rozvodna. 16. května jsme autobusem projeli Visit Gate a byli jsme na staveništi! Pršelo a louže dominovaly. Ze známé pozorovatelské plošiny, kde se střídají VIP celého světa, jsme spatřili mraky valící se nad Alpe de Huez. Staveniště tak působilo poněkud nadpozemsky až nábožensky. Jen jsem čekal, až se ozvou vznešené varhany. Od toho, abych poklekl, mi zabránila mokrá zem. Zatímco nikde jsem ve slunečné Provence neviděl častou ozdobu české krajiny - fotovoltaická pole, tak na staveništi zázraku techniky poutajícího
TERMOJADERNÁ FÚZE
Účastníci Public Information Net Meeting v hale pro navíjení cívek poloidálního pole. Setkání se konalo 14. až 17. května 2013 Cadarache, Francie. Zdroj: soukromý archiv S. Griffith
chystá. Nejen na ploše před námi zalévanou mokrými čárami spojujícími oblaka a zemi, ale i na chodbách, většinou s otevřenými dveřmi, mládež celého světa před monitory počítačů, hledá nejlepší řešení. Alespoň tak to na mě působilo. Když jsem před dvaceti roky navštívil Mekku triatlonu, Kailua Konu na největším havajském ostrově Big Island, měl jsem podobně slavnostní pocit, jako dneska, když jsem navštívil Mekku fyziky fúze – ITER v Cadarache. Tehdy jsem psal propiskou do sešitku, dneska klepu prstem do netbooku. Holt, pokrok se nedá zastavit.
16. května 2013 na staveništi mezinárodního tokamaku ITER pršelo. Zdroj: soukromý archiv M. Řípy
Milan Řípa Slunce do vakuové komory tu a tam na tyči hledaly sluneční svit malé panýlky napájející meterologické přístroje. Působily až směšně v porovnání jámou pro Tokamak komplex, která se pomalu plní betonem. Oboje totiž ke
svému životu potřebují či budou potřebovat Slunce. Teprve v tváři v tvář stavebním strojům, jeřábům, rozryté zemí si člověk uvědomí, co se
MAT21 13
POZORUHODNÉ NOVINKY
Zajímavosti z domova i ze světa NOVÁ FORMA HMOTY: „JADERNÉ TĚSTOVINY“ Vzácný stav hmoty, s humorem nazvaný jaderné těstoviny, podle astronomů existuje uvnitř velmi hustých objektů zvaných neutronové hvězdy. V neutronových hvězdách jsou jádra atomů stlačena tak těsně k sobě, že se samovolně uspořádají do struktur, které připomínají těstoviny – některé vytváří pláty (jako lasagne), jiné mají tvar spirál (jako fusilli). Ne, opravdu se nejedná o vtip, pouze o vtipné pojmenování nového objevu. Právě tyto struktury podle nové studie s největší pravděpodobností vymezují minimální možnou rychlost rotace těchto hvězd. Více čtěte zde: atominfo.cz/2013/07/nova-forma-hmoty-jaderne-testoviny/
NANOTECHNOLOGICKÉ SKLO ULOŽÍ V PĚTI ROZMĚRECH 360 TB DAT Vědci vytvořili extrémně odolné sklo s nanostrukturou, která umožňuje uložit až 360 terabajtů dat. Budeme ukládat do krystalů jako v Supermanovi? V oblasti ukládání dat vědci zkouší nejen nové materiály, ale také různé technologie. Pevné disky používají magnetický systém, CD či Blu-ray pak optický zápis vypalovaný pomocí laseru. Zatím nejlepší z pohledu rychlosti je použití křemíku a tranzistorů. Více čtěte zde: vtm.e15.cz/nanotechnologicke-sklo-ulozi-v-peti-rozmerech-360-tb-dat
14 MAT MAT21 21
V přehledu zajímavostí jsou použity doslovné citace s odkazy na zdrojové články.
SENZACE: SONDA POŘÍDILA NEJDOKONALEJŠÍ FOTKY SLUNCE Americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA) slaví. Solární sonda IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) se poprvé „zadívala“ ke Slunci - a poslala domů zatím nejdokonalejší snímky sluneční atmosféry. Co vlastně zachycují, ale astronomové zatím nevědí. Na obrázcích jsou patrné tenké vláknité struktury. Úkolem sondy IRIS je zjistit, jak je možné, že se v tak tenké vrstvě (několika stovek kilometrů) tak razantně snižuje hustota a roste teplota. Více čtěte zde: aktualne.centrum.cz/zahranici/ amerika/clanek.phtml?id=786356#utm_source=centrumHP&utm_medium=dynamicleadbox&utm_campaign=A&utm_term=position-20
NEJVZÁCNĚJŠÍ PRVEK NA ZEMI. JE HO JEN 30 GRAMŮ A KAŽDÝ HO CHCE Prvku astatu je na Zemi podle odhadů jen necelých 30 gramů. Mezinárodní vědecký tým se pokusil alespoň částečně určit vlastnosti tohoto prvku, který i přes svou vzácnost už má své využití při léčbě nádorových onemocnění. Nejvzácnějším prvkem na Zemi je překvapivě astat. Tato černá, tuhá látka s protonovým číslem 85 má sice 33 izotopů, jenže všechny jsou silně radioaktivní. Nejstabilnější z nich je astat 210 s poločasem rozpadu něco málo přes osm hodin. Ostatní izotopy se však rozpadají mnohem rychleji, některé ve zlomcích sekundy. Více čtěte zde: technet.idnes.cz/astat-cak-/ veda.aspx?c=A130709_143752_veda_mla
MOTOCYKLOVÁ PŘILBA S PROMÍTÁNÍM DO PRŮZORU JE VYVÍJENA V RUSKU Uvnitř má být Android se zjednodušeným ovládáním hlasem. Tvůrci už prý mají prototyp, ale potřebují vybrat peníze na náročnou výrobu přileb tlakovým vstřikováním. Vyvinout pro motorkáře helmu se zobrazováním přímo v průzoru, podobně, jako to mají piloti vojenských letadel, o to se údajně snaží ruský tým, který na svůj záměr začal před několika dny vybírat peníze na Indiegogo. Více čtěte zde: startup.lupa.cz/clanky/ livemap-prilba-motocykl-navigace/
DARWIN AWARD AMERIČANÉ PŘIŠLI O SVÉ VLAJKY NA MĚSÍCI. VŠECHNY JSOU BÍLÉ Americké vlajky vztyčené na Měsíci už nejsou americké. Alespoň se to nepozná podle jejich barvy. Místo známých hvězd a pruhů jsou prázdné, jakoby odsud někdo všechny barvy vygumoval. Navíc jedna z vlajek už spadla. Celkem jich tam Američané zanechali šest. Více čtěte zde: technet.idnes.cz/vlajka-na-mesici-0j6-/tec_vesmir.aspx?
PŘESNĚ PŘED 44 LETY STANUL PRVNÍ ČLOVĚK NA POVRCHU MĚSÍCE Bylo to vůbec poprvé, kdy se člověk dostal na jiné vesmírné těleso. Před 44 lety vstoupil první astronaut na povrch Měsíce. Neil Armstrong nebyl jako ostatní američtí vyslanci do kosmu. Cestou k Měsíci poslouchal Dvořákovu Novosvětskou a posílal pozdravy americkým skautům. Dnes už víme i to, proč padla volba amerických plánovačů vesmírných letů právě na něj, coby prvního člověka na Měsíci. Více čtěte zde: www.rozhlas.cz/zpravy/ ve smir/_ zprava/pre sne - pred - 4 4 - let y - stanul-pr vni- clovek-na-povrchu-mesice--1237237
Se ZNALOSTMI
od nás se Vám to nestane nebo ANO? Věděli jste, že existuje tzv. Darwinova cena (Darwin Award)? Je to ocenění (a teď citujeme doslovně) „pro lidi, kteří se zasloužili o zlepšení lidského genofondu tím, že se z něj sami odstranili hloupým způsobem“. Tato cena se uděluje jako určité uznání in memoriam (posmrtně) a příběhy jsou často velmi neuvěřitelné. Založila ji bioložka Wendy Northcuttová, která od roku 1993 tyto příběhy začala shromažďovat.
Kamarádi se na své farmě v Pennsylvánii rozhodli, že si trochu zastřílejí na izolátory na sloupech vysokého napětí. Jednou z funkcí těchto izolátorů je i to, že drží dráty na sloupu. Když jich pánové pár sestřelili, dráty po dopadu na zem začaly jiskřit a mohl snadno vzniknout požár. Jeden z kamarádů k drátům rychle doběhl a zvedl je... a to bylo to poslední, co ve svém životě udělal.
Pro získání této ceny je nutné splnit 5 základních požadavků:
Dva mladíci se rozhodli si zahrát na Luka Skywalkera a Darth Vadera. Vyrobili si krásné světelné meče ze zářivkových trubic, otevřeli je, nalili do nich benzín a... zapálili.
1) NESCHOPNOST REPRODUKCE 2) SKUTEČNĚ VÝJIMEČNĚ A NEUVĚŘITELNÉ SELHÁNÍ SOUDNOSTI 3) KANDIDÁT SE Z GENOFONDU MUSÍ ODSTRANIT SÁM 4) MUSÍ BÝT SCHOPEN JASNÉHO ÚSUDKU 5) PRAVDIVOST UDÁLOSTI
V jižním Egyptě se utopilo celkem šest lidí při pokusu zachránit kuře, které spadlo do studny. Pravděpodobně je zachytil spodní proud. Kuře bylo nakonec vyneseno a celou příhodu přežilo.
Pojďte se podívat na několik nominovaných
Pacient s vážnou chorobou plic dlel v nemocnici v kyslíkovém stanu a ve své ponožce měl ulité dvě cigarety a zapalovač. Bohužel mu nikdo neřekl, jak silná výbušnina kyslík je.
Mladík z Chorvatska si chtěl vyrobit petardy a rachejtle. Co myslíte, jak asi dopadne situace, kdy se upne granát do svěráku a pak se ho někdo pokusí rozříznout motorovou pilou, aby se dostal k výbušným látkám uvnitř?
Muži ze Severní Karolíny v noci začal zvonit mobil, zašátral rukou pod postelí, nahmatal svůj revolver, dal si ho k uchu a... stiskl spoušť.
Tygr zabil dva mladíky v kalkatské ZOO, kteří se ho pokoušeli na na znamení nového roku ověnčit girlandou. Po přelezení překážek se dostali do výběhu, kde jim šelma srazila vaz. Tři kluci v Americe chytli na golfovém hřišti sysla, odnesli ho do malé dřevěné boudy, zavřeli do bedýnky a nastříkali na něj spreje se zmrazovací látkou. Jelikož sysel stále žil, začali přemýšlet, jak ho usmrtit a k přemýšlení si zapálili cigaretu. Bouda plná výparů vybuchla a přežil pouze sysel bezpečně schovaný v bedýnce. Jistý mladík z Houstonu zkoušel hrát ruskou ruletu... s automatickou pistolí. Dva muži z Illinois testovali své reflexy na železniční trati v tom, kdo vydrží stát déle uprostřed kolejí naproti přijíždějícímu vlaku. Bohužel výherci již nemohl kamarád ani popřát rukou... byl by problém ji najít. Reverend se rozhodl vydat s rodinou do Nové Guinei, aby tamní domorodce obrátil na pravou víru. Než však stačil vytáhnout bibli, vařila se již celá rodina v kotli. Více informací zde: www.darwinawards.com
MAT MAT21 21 15
SIXTH DEADLY SIN
ŽÁKYNĚ z bruntálského gymnázia REPREZENTOVALA ČESKOU REPUBLIKU Ve dnech 4. až 6. července 2013 se v nizozemském přímořském městečku Noordwijk konalo mezinárodní setkání účastníků celosvětového projektu „Mise X: Trénuj jako kosmonaut“ a vítězů výtvarné soutěže „Člověk ve vesmíru“ pořádané Evropskou kosmickou agenturou ESA. Jedinečnou příležitost navštívit prostory vesmírného expa, zkusit si různé vzdělávací aktivity a setkat se nejen s odborníky z oblasti kosmonautiky dostala i žákyně Všeobecného a sportovního gymnázia, Bruntál, příspěvkové organizace, Lada Šmatelková. Její výtvarné dílo, komiks s názvem „Sixth Deadly Sin“ („Šestý smrtelný hřích“), se dočkalo velikého uznání a získalo speciální ocenění odborníků v kategorii Mission X. Na základě tohoto vítězství byla Lada pozvána na třídenní událost uzavírající druhý ročník
této výtvarné soutěže pro mladé umělce. Vedle výdajů za cestu a ubytování vyžadovala návštěva Nizozemska také registrační poplatek do areálu Evropského centra pro výzkum a technologie ve vesmíru (ESTEC). Jedině díky značné finanční podpoře bruntálských firem ALFUN a.s., Inchroma s.r.o. a Rekontu pana Tomáše Koňaříka se nakonec Lada společně s učitelkou anglického jazyka, Mgr. Hanou Ringlovou, mohla vydat reprezentovat nejen gymnázium, ale jako jediná žákyně z České republiky, i svoji zemi. V rámci třídenního klání Lada v angličtině odprezentovala své výtvarné dílo, poskytla rozhovor americké televizi natáčející celé mezinárodní setkání pro NASA, nahrála audio záznam v rodném jazyce, který bude zaslán současným obyvatelům Mezinárodní kosmické stanice ISS, a po celou dobu byla
milou a komunikativní zástupkyní České republiky. Celá tato událost, uzavírající třetí ročník „Mise X“ a druhý ročník celosvětové výtvarné soutěže pro mladé, kteří se zajímají o naši budoucnost, vědu i vesmír, byla protkána příjemnou atmosférou, mezinárodní sounáležitostí a dobrými pocity ze zaujetí mladé generace pro vztah člověk – vesmír – budoucnost. Všeobecné a sportovní gymnázium Bruntál se již teď připravuje na další ročník vesmírné soutěže pod záštitou ESA a zapojí své šikovné žáky, aby se úspěch opět dostavil. Mgr. Hana Ringlová, Všeobecné a sportovní gymnázium, Bruntál, příspěvková organizace
VÝLET do Nizozemska Když si teď všechny ty své báječné zážitky znovu v hlavě opakuji, uvědomuji si, že to, co jsem zažila, už asi nikdy v životě znovu nezažiji… že to bylo výjimečné! Když jsem kreslila svůj komiks do celosvětové umělecké soutěže „Člověk ve vesmíru“, vůbec mě nenapadlo něco tak zvláštního, jako je vítězství. A o to sladší byl okamžik, když jsem se to dozvěděla. Celá cesta do Nizozemska, kam jsem si jela na pozvání organizátorů převzít ocenění za své umístění v soutěži, uběhla jako voda. Cestu do Amsterdamu jsem vesměs prospala a než jsem se nadechla, už sedím u stolu plného jídla s lidmi, jejichž jazyky byly různorodější, než jsem si vůbec dokázala představit – Portugalci, Němci, Holanďané, Američani, Britové, dokonce i Japonci. Celý ten první den ubíhal v poklidné, přátelské atmosféře. Snad jediné, co mě z počátku vyděsilo, bylo zjištění informace o přednesu o mém obrázku před všemi lidmi – v angličtině. Ale i to se dalo nakonec zvládnout díky profesionální pomoci mé profesorky (mého doprovodu) a já pak v hotelu klidně usínala. Lada Šmatelková u své práce. Zdroj: soukromý archiv L. Šmatelkové 16 MAT21
SIXTH DEADLY SIN Soutěžní komiks Lady Šmatelkové „Sixth deadly sin“. Zdroj: soukromý archiv L. Šmatelkové
Další den se mi vryla do paměti vzpomínka na prohlídku neskutečně krásného vesmírného centra SpaceEXPO v Noordwijku. A když si říkám, že mě nic tak skvělého potkat už nemůže, trumfne to setkání s nizozemským astronautem André Kuipersem. Tento velmi sympatický pán už dvakrát viděl svět z pohledu, o kterém se některým z nás může jenom zdát – z Mezinárodní kosmické stanice ISS. Třetí a zároveň poslední den programu v Nizozemsku jsme strávili velice aktivně. Všichni jsme se rozdělili do skupin a do oběda jsme hráli různé hry – od štafetek přes skupinovou spolupráci až k fyzicky náročnějším cvičením. Na vydechnutí byl pro nás zajištěn videorozhovor s evropskými astronauty, kteří právě trénují ve středisku přípravy astronautů NASA v Houstonu v Americe. Po obědě pro nás již byl připraven nezapomenutelný zážitek, který mě asi ze všech nejvíc oslovil – potápění. Bylo to sice velice krátké, ale já jsem byla absolutně nadšená! Po několika dnech, co jsem s okolím komunikovala pouze anglicky, jsem měla tu čest setkat se s belgickým potápěčem, díky kterému jsem konečně slyšela vytouženou francouzštinu! Vysvětlil mi základní pravidla a pak už jsme hravě plavali.
Pod vodní hladinou trénují kosmonauté pohyb ve stavu beztíže. Zdroj: soukromý archiv L. Šmatelkové
MAT21 17
SIXTH DEADLY SIN Ještě mi nestihly ani uschnout vlasy a už jsme plnili další bod dne – komunikace „jako s astronauty“. V tomto úkolu jsme se rozdělili na dvě skupiny a pomocí vysílaček museli sestavit model z lega. Věřte mi, bylo to těžší, než to zní! Nakonec jsme si všichni ještě vyzkoušeli atrakci zvanou Astro-Gyro (což je něco jako centrifuga, ale mnohem zábavnější) a v rodném jazyce nahráli zvukový vzkaz pro současné obyvatele ISS. Konečné rozloučení bylo připraveno v pětihvězdičkovém hotelu u pláže, kde pro nás nachystali barbecue a další spoustu voňavých pokrmů. Zde jsem zakončila tři dny báječného pobytu v Nizozemsku natočením rozhovoru pro americkou BBC a hurá domů! Byl to můj zatím největší úspěch, který mě ale ponukl k dalším nápadům a k větší píli. Doufám, že každý z nás jednou zažije něco takového! Lada Šmatelková, Všeobecné a sportovní gymnázium, Bruntál, příspěvková organizace
S nizozemským astronautem André Kuipersem. Zdroj: soukromý archiv L. Šmatelkové
CO JE... • Umělecká soutěž „Člověk ve vesmíru“ („International Youth Art Competition“) je určena žákům a studentům z celého světa, kteří se chtějí výtvarně, literárně, hudebně nebo pomocí videa vyjádřit na téma „Jak budou lidé využívat vědu a technologie pro průzkum vesmíru a jaká tajemství tam objeví?“ Více informací zde: www.czechspace.cz/vzdelavani/youth-art, www.lpi.usra.edu/humansinspaceart • „Mise X: Trénuj jako kosmonaut“ („Mission X: Train Like an Astronaut“) je celosvětový motivační a vzdělávací projekt organizovaný Evropskou kosmickou agenturou ESA a americkým Národním 18 MAT21
Rotační houpačku „Astro-gyro“ se nedoporučuje navštěvovat s plným žaludkem. Zdroj: soukromý archiv L. Šmatelkové
úřadem pro letectví a kosmonautiku NASA, který seznamuje mladou generaci „budoucích kosmonautů“ s tím, jak se na svojí práci ve vesmíru připravují skuteční kosmonauti. Mladí kosmonauti si vyzkouší řadu fyzických cvičení, podobných těm, pomocí kterých se připravují na svoje cesty do vesmíru opravdoví kosmonauti, a dozvědí se jak je důležitý aktivní životní styl, pohyb, sport a zdravá výživa a jak se chovat ke svému tělu aby sloužilo co nejlépe a co nejdéle. Více informací zde: www.czechspace.cz/vzdelavani/mise-x-trenuj-jako-kosmonaut, trainlikeanastronaut.org
• Vesmírné centrum SpaceEXPO je nejstarší evropské centrum pro děti a mládež zaměřené výhradně na kosmonautiku a obory s ní související. Je umístěno v nizozemském přímořském městečku Noordwijk a slouží i jako návštěvnické centrum Evropského kosmického výzkumného a technologického střediska ESTEC Evropské kosmické agentury ESA, v jehož těsné blízkosti se nachází. Více informací zde: www.spaceexpo.nl
OSOBNOSTI VĚDY
KALENDÁRIUM ZÁŘÍ
POCTY • V roce 1946 se stal čestným profesorem jaderných studií na Chicagské univerzitě a dostal medaili Za zásluhy od Kongresu Spojených států. • V roce 1950 byl zvolen zahraničním členem Královské společnosti. • Byl po něm pojmenován prvek číslo 100 – fermium. • Na jeho počest byla založena Cena Enrika Fermiho. Další vědci narození v měsíci září: Georges Louis Leclerc de Buffon (07.09.1707 – 16.04.1788) Luigi Galvani (09.09.1737 – 04.12.1798) Stephen Jay Gould (10.09.1941 – 20.05.2002)
ENRICO FERMI se narodil 29. září 1901 v Římě († 28. listopadu 1954, Chicago). Již na střední škole se začal projevovat jako vynalézavé zázračné dítě, které se rozhodlo stát se fyzikem. V sedmnácti letech vstoupil na Reale Scuola Normale Superiore (součást univerzity v Pise), kde v 21 letech získal doktorát za práci o výzkumu rentgenového záření. Následně studoval v Göttingenu pod vedením Maxe Borna, na jehož práci později stavěl. Po svém návratu do Itálie zveřejnil v roce 1926 studii o chování dokonalého, hypotetického plynu, která byla tak působivá, že byl pozván do Říma, aby se stal řádným profesorem teoretické fyziky. Skupině fyziků, která ho v té době obklopovala, bylo kolem dvaceti let.
Alexander von Humboldt (14.09.1769 – 06.05.1859) Steven Pinker (* 18.09.1954) Michael Faraday (22.09.1791 – 25.08.1867) Zdroje: 100 nejslavnějších vědců: nejvýznamnější osobnosti vědy od starověkého Řecka po současnost. Vyd. 1. Brno: Jota, 2009, 304 s. ISBN 978-80-7217-658-8. http://national-geographic-cz.imag3box.net/wp-content/uploads/ articles/thumb1_34379_8516_794px-Enrico_Fermi_at_the_blackboard-e1354278988163.jpg
ŘÍJEN
V tomto roce také vyvinul statistickou metodu pro předpovídání charakteristických vlastností elektronů na základě Pauliho vylučovacího principu. Tuto práci o 3 roky později uznala Královská italská akademie a jako nejmladšího člena ho přijala do svých privilegovaných řad. V roce 1938 byl Fermi jmenován laureátem Nobelovy ceny za fyziku za zjištění nových radioaktivních prvků vyrobených bombardováním neutrony a za objev jaderné reakce způsobené pomalými neutrony. Další jeho působení bylo v New Yorku, kdy byl zapojen do projektu Manhattan (program vlády Spojených států k využití jaderné energie pro vojenské účely) s úkolem výroby jaderné pumy. Fermi měl vyvolat řízenou, samostatnou jadernou řetězovou reakci. Navrhnul proto potřebné zařízení – atomový reaktor. V rámci projektu Manhattan byl 16. července 1945 úspěšně proveden první jaderný výbuch na letecké základně Alamogordo v Novém Mexiku, po němž za několik týdnů následovalo svržení atomových pum na Hirošimu a Nagasaki.
NIELS BOHR se narodil 7. října 1885 v Kodani († 18. listopadu 1962). Vynikal již během studia na Kodaňské univerzitě, kdy mu byla udělena zlatá medaile Královské dánské akademie věd a písemnictví, a v roce 1911 získal doktorát za práci na téma elektronové teorie kovů. MAT21 19
OSOBNOSTI VĚDY Dále působil na Cambridgeské univerzitě a v Manchasteru, kde pracoval na teoretických aspektech modelu jádra atomu, známý jako Rutherfordův model atomu. Bohr si jako jeden z prvních vědců uvědomoval význam atomového čísla a pochopil, že různé fyzikální a chemické vlastnosti prvků závisejí na elektronech pohybujících se kolem jader jejich atomů a že atomová váha a možné radioaktivní chování jsou určeny samotným jádrem. Po publikaci své práce po návratu do rodné Kodaně, kde pokračoval ve vývoji svého nového přístupu k fyzice atomu, byl jmenován profesorem a univerzita pro něj založila nový Institut teoretické fyziky, který byl otevřen v roce 1921. Bohr do konce života působil jako jeho ředitel. Ve třicátých letech dvacátého století přispíval k novému poli jaderné fyziky, kdy používal „kapkový model“ jádra atomu (připodobňoval jádro ke kapce tekutiny). Během 2. světové války byl kvůli svým židovským předkům a protinacistickým názorům převezen nejdříve do Švédska, poté do Anglie. Byl zapojen i se svým synem (teoretický fyzik, ředitel institutu a nositel Nobelovy ceny za fyziku) do projektu na výrobu pumy založené na jaderném štěpení v Los Alamos v Novém Mexiku. Bohr se nepřestával zasazovat o rozumnou mírovou politiku a obhajoval „otevřený svět“. POCTY • V roce 1922 byl Bohr oceněn Nobelovou cenou za fyziku a jeho Institut se stal mezinárodním centrem práce na poli jaderné fyziky a kvantové teorie. • Předseda Královské dánské akademie, kterou vykonával od roku 1939 až do smrti. Další vědci narození v měsíci říjnu: Harry Kroto (* 07.10.1939) Henry Cavendish (10.10.1731 - 24.02.1810) Craig Venter (* 14.10.1946) Évariste Galois (25.10.1811 - 31.05.1832) Zdroje: 100 nejslavnějších vědců: nejvýznamnější osobnosti vědy od starověkého Řecka po současnost. Vyd. 1. Brno: Jota, 2009, 304 s. ISBN 978-80-7217-658-8. http://1.bp.blogspot.com/-gqwFatTCkPc/TbWylN2MbAI/AAAAAAAAAfk/cz3FaoRG83U/s640/Niels+Bohr%252C+1950.jpg
a v témže roce se Maria Skłodowska seznámila s Pierrem Curiem. Jejich sňatek o rok později znamenal počátek partnerství, které přineslo výsledky světového významu. Šlo především o objev nových prvků polonia a radia a snažila se izolovat čisté radium v kovovém stavu. Díky výsledkům z výzkumu získala v roce 1903 doktorát věd a společně se svým mužem byla oceněna Davyho medailí Královské společnosti. Od roku 1900 pracovala jako lektorka fyziky na École normale supérieure pro dívky v Sèvres, kde zavedla výuku založenou na předvádění experimentů. Po smrti svého muže se stala první ženou, která učila na Sorbonně. Po celou dobu první světové války se s pomocí své dcery Irène věnovala studiu chemie radioaktivních látek a jejich lékařskému využití. Marie Curie zemřela na leukémii, jež byla důsledkem jejího pobytu v radioaktivním prostředí. POCTY • V roce 1903 s Becquerelem sdíleli Nobelovu cenu za fyziku, která jim byla udělena za objev radioaktivity. • V roce 1911 dostala Nobelovu cenu za chemii za izolování čistého radia. • V roce 1995 byla pro své zásluhy jako první žena pochována pod kopulí pařížského Panteonu. Další vědci narození v měsíci listopadu: Alfred Wegener (01.11.1880 - 02.11.1930) Jack Kilby (08.11.1923 - 20.06.2005) Charles Lyell (14.11.1797 - 22.02.1875) William Herschel (15.11.1738 - 25.08.1822) Jean le Rond d'Alembert (16.11.1717 - 29.10.1783) Edwin Hubble (20.11.1889 - 28.09.1953)
LISTOPAD MARIA CURIE se narodila 7. listopadu 1867 ve Varšavě († 04. července 1934). Od dětství vynikala pozoruhodnou pamětí a ve věku šestnácti let získala zlatou medaili za dokončení středoškolského studia na ruském lyceu. V roce 1891 odjela pod jménem Marie do Paříže, kde začala navštěvovat přednášky na Sorbonně a o dva roky později získala licenciát z fyzikálních věd a začala pracovat v Lippmannově výzkumné laboratoři. V roce 1894 získala druhý licenciát z matematiky
20 MAT21
John Ray (29.11.1627 - 17.01.1705) Zdroje: 100 nejslavnějších vědců: nejvýznamnější osobnosti vědy od starověkého Řecka po současnost. Vyd. 1. Brno: Jota, 2009, 304 s. ISBN 978-80-7217-658-8. http://www.history.com/images/media/slideshow/women-in-science-and-health/marie-curie.jpg
ZEMĚ V ZÁŘI REFLEKTORŮ
Tam VŠICHNI žijeme!!! CO JE • Sonda Cassini je planetární sonda NASA, určená pro průzkum planety Saturn, jejích prstenců a měsíců. Na jejím přístrojovém vybavení se podílela také Evropská kosmická agentura. Sonda má dvě samostatné části: mateřskou sondu Cassini (pojmenovanou po italském astronomovi Giovanni Domenico Cassinim) a atmosférickou sondu Huygens (pojmenovanou po holandském vědci Christiaanu Huygensovi), která byla určena k průzkumu měsíce Titan. Start 1997, přílet k Saturnu 2004, přistání sondy Huygens na Titanu 2005. • Sonda Messenger je planetární sonda NASA k Merkuru, určená ke geochemickému, spektrometrickému a fotografickému průzkumu planety. Přístroje sondy musejí mít s ohledem na extrémní teploty, jejichž rozdíly mezi dnem a nocí dosahují na Merkuru 490 stupňů Celsia, speciální ochranu. Snímek sondy Cassini - pod prstenci Saturnu svítící tečka Země uprostřed černě nekonečného vesmíru. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: www.jpl.nasa.gov/spaceimages/images/mediumsize/PIA17171_ip.jpg
V pátek 19. července 2013 jsme se usmívali a mávali na Saturn! Proč to? V ten večer se totiž sonda Cassini, pracující v okolí planety Saturn, otočila svými palubními kamerami proti části oblohy, kde se v tu chvíli nacházela naše Země a na přesně 15 minut otevřela uzávěrky kamer. Vytvořila tak snímek planety Země ze vzdálenosti 1,44 miliardy kilometrů o velikosti necelých 2 pixelů. Pokud jste se přesně v našem pozemském čase od 23 hodin 27 minut do 23 hodin 42 minut na Saturn usmáli a zamávali, tak signál od vás dolétl k Saturnu a kamerám sondy Cassini přesně o 80 minut později – ale přesně v okamžiku, kdy byly kamery otevřené a namířené k Zemi. Takže na výsledném snímku, na té malé světlemodře zářící tečce uprostřed pod Saturnovými prstenci, je jistě vidět i vás každého osobně. I vy jste se tak stali součástí portrétu naší planety. Na snímku sice není vidět ani jednotlivé kontinenty, ale pomyslně je na něm vidět celé
lidstvo planety Země ukryté v prázdnotě vesmíru. A pravděpodobně desetitisíce lidí v tu chvíli mávali sondě Cassini na pozdrav. O tom si můžete na stránkách NASA vyplnit a vytisknout i certifikát, který dosvědčuje, že jste byli jedním z mávajících pozemšťanů (http://saturn.jpl.nasa.gov/news/waveatsaturn/certificate). V ten den, v pátek 19. července 2013, si naše planeta užila vesmírného fotografování více než dost! Kromě sondy Cassini od Sa-
Start 2004, první průlet kolem Merkuru 2008, navedení na oběžnou dráhu kolem Merkuru 2011.
turnu jí totiž fotografovala i sonda Messenger od planety Merkur. A protože Messenger je podstatně blíže, než je Cassini, tak se na druhém snímku podařilo hezky zachytit i věčného souputníka planety Země, stříbrošedý Měsíc. Na dvojportrétu Země si naši rodnou planetu můžete prohlédnout jednak ze vzdálenosti 1,44 miliardy kilometrů od Saturnu, ale i ze vzdálenosti 98 milionů kilometrů od Merkuru. Milan Halousek
Vlevo na obrázku Země od Saturnu, vpravo Země od Merkuru. Fotografie použita s laskavým svolením NASA. Zdroj: http://photojournal.jpl.nasa.gov/ jpeg/PIA17038.jpg MAT21 21
TERMOJADERNÝ REAKTOR ITER
Na ITERu je pořád ŽIVO Ani v prvních měsících nového roku neustal stavební a administrativní ruch kolem jednoho z největších mezinárodních projektů všech dob – experimentálního termojaderného reaktoru ITER. Začátek roku byl především ve znamení zadávání stavebních zakázek. Nejvýznamnější z nich je kontrakt na stavbu 11 budov v areálu včetně hlavní budovy pro tokamak a speciální haly pro diagnostické systémy. Hlavní hala bude mít úctyhodné rozměry – délku 120 metrů a výšku i šířku 80 metrů. Stavby se ujme sedmičlenné „Superkonsorcium“ VFR, jehož základ tvoří trojice firem Vinci, Razel-Bec (Francie) a Ferrovial Agroman (Španělsko). Všechny tři společnosti mají velké zkušenosti s dopravními stavbami a budováním velkých průmyslových objektů nejen v Evropě. Hodnota této stavební zakázky se pohybuje kolem 300 milionů euro a práce by měly být dokončeny v roce 2018. Za zmínku stojí také kontrakt v hodnotě 35 milionů euro na vybudování inženýrských sítí, osvětlení a jiných pomocných struktur na staveništi ITERu. Pokud jde o nejdražší součást projektu, tedy samotný reaktor, ani zde se nezahálí. Výrobní konsorcium ocelářských firem získalo zakázku na výrobu 70 velkých radiálních obručí tvaru písmene „D“ (viz fotografie nahoře). Tyto ploché konstrukce budou tvořit rám cívky, ve kterém budou upevněny supravodivé kabely. Kontrakt má hodnotu 160 milionů euro. Vývoj specifických diagnostických systémů byl díky „Rámcové dohodě o spolupráci“ svěřen technickým univerzitám z účastnic-
22 MAT21
kých zemí. Například reflektometrii polohy plazmatu, což je metoda založená na měření hustotního profilu plazmatu pomocí odrazu elektromagnetických vln, vyvine trojice univerzit z Portugalska, Itálie a Španělska. Díky této metodě snad bude možné předejít vzniku nestabilit. Dalším důležitým krokem je také výroba prototypu té části reaktoru, která bude vystavena nejdrsnějším podmínkám, totiž první stěny. O prototyp tohoto odolného prvku by se měli postarat Britové a Španělé. Největší kryogenní systém na světě Chlazení supravodivých magnetů v tokamaku ITER zajistí společnost Air Liquide, která vyrobila kryogenní systémy i pro urychlovač LHC a korejský tokamak K-Star. Nyní vyrobí chlazení pro podpůrný projekt - japonský tokamak JT-60SA i pro samotný ITER. V Cadarache, kde se ITER staví, nainstaluje Air Liquide tři chladící zařízení, každé o chladicím výkonu 75 kW při teplotě 4,5 K (- 269 °C). Systém na LHC má výkon 150 kW při stejné teplotě, tedy o třetinu menší. Světové prvenství tak získá ITER. V zařízení bude samozřejmě cirkulovat helium. Tento chladicí systém bude sloužit výhradně pro udržování supravodivých magnetů na jejich provozní teplotě. Pokud jde o odvod tepla uniklého z plazmatu ve formě rychlých neutronů, bude třeba masivní vodní chladicí systém, který si bude muset poradit až s 1 100 MW tepelného výkonu. Na návrhu a výrobě tohoto systému se bude podílet jaderná korporace AREVA, která má s řešením podobných problémů velké zkušenosti ze štěpných elektráren.
Velké radiální obruče pro vinutí supravodivých cívek pro magnetické pole tokamaku ITER v italské společnosti SIMIC (vlevo) a ve francouzské společnosti CNIM (vpravo). Fotografie použita s laskavým svolením ITER. Zdroj: www.iter.org/img/resize-700-90/www/ content/com/Lists/Stories/Attachments/1422/2in1.jpg
Tepelné stínění vyrobí Korejci Na konci února podepsala korejská organizace Korean Domestic Agency, která má na starosti národní program v rámci projektu ITER, smlouvu se společností SFA Engineering. V rámci této spolupráce specialisté vyvinou systém tepelného stínění, optimalizují výrobní proces a dodají tuto důležitou komponentu do Francie. „Je to pro nás obrovský krok v rámci korejského podílu na projektu ITER,“ uvedl Myeun Kwon, ředitel Národního institutu pro fúzní výzkum po podpisu smlouvy. SFA je významným globálním hráčem v oblasti automatizace výroby se zkušenostmi z oblasti urychlovačů, fúzního výzkumu (korejský tokamak K-STAR) i průzkumu vesmíru. Tepelný štít bude namontován mezi magnety a vakuovou komoru (přesněji mezi magnety a systém odvodu tepla). Jeho účelem je především ochrana magnetů před tepelným zářením. Tepelný štít bude tvořen panely z nerezové oceli, která má velmi nízkou emisivitu. Panely budou z vnější strany chlazeny heliem, které bude protékat v přivařených trubkách. Teplota helia se bude během experimentu pohybovat mezi 80 a 100 K. Celková plocha štítu činí 4 000 metrů čtverečních a hmotnost bude 900 tun. S tepelným štítem je spojena celá řada výzev. Sváry jednotlivých panelů musí být téměř dokonalé. Celá plocha stínění musí být pokryta velmi tenkou stříbrnou vrstvou, problémy mohou nastat také v místě upevnění tepelného štítu nebo v místě křížení se systémy vstřikování paliva/neutrálních svazků a diagnostikou. Korejští odborníci jsou se zadaným úkolem spokojeni a podle svých slov udělají všechno pro to, aby se na tuto zásadní součást reaktoru dalo spolehnout. Jan Mlynář
NOVÉ SLITINY
VÝZKUM křemíkových mosazí PRO MODERNÍ VYUŽITÍ
Plášť vodoměru pro měření spotřeby pitné vody. Zdroj: soukromý archiv J. Faltuse
Mosaz je slitinou mědi se zinkem a dalšími legujícími prvky, které upravují její fyzikální a chemické vlastnosti. Tato slitina provází lidstvo od dob Římského a Egyptského impéria (nalezené předměty v Egyptě se datují cca 30 let př. n. l.), kdy se z ní vyráběli šperky, mince a jiné předměty denní spotřeby. Zpočátku byla její výroba značně neefektivní, pracná a komplikovaná (z tohoto důvodu se tato slitina využívala jako
mince, jelikož ji bylo těžké falsifikovat). Až průmyslová revoluce v 19tém století umožnila kvalitní a efektivní výrobu této slitiny a její výrazné rozšíření v průmyslu. V současné době je známa celá řada použití této slitiny od šperkařství po výrobu munice.
Tvářené křemíkové mosazi - možná náhrada olovnatých obrobitelných mosazí Slitiny mědi se zinkem, tzv. dvoufázové α + β mosazi, jsou běžně používány pro výrobu součástek domovních vodovodních instalací a dalších výrobků přicházejících do styku s pitnou vodou. Pro zlepšení obrobitelnosti se do těchto materiálů leguje olovo. Nejčastěji se pro tyto výrobky používají obrobitelné
MAT21 23
Příklad mikrostruktury křemíkových mosazí. Fotografie použity s laskavým svolením VÚK Panenské Břežany a.s. Zdroj: VÚK Panenské Břežany a.s.
NOVÉ SLITINY
mosazi, které jsou u nás i v zahraničí běžně zavedeny. Obsah olova v těchto mosazích je v rozsahu od 1,6 do 3,5 hm. %. Z důvodu silné toxicity olova se úroveň povoleného obsahu olova v pitné vodě snižuje. Bylo prokázáno, že olovo může do pitné vody přejít z povrchu kovu obsahující olovo. To vyvolává nutnost obsah toxického olova ve slitinách přicházejících do styku s vodou silně omezit. Jedna z možností řešení tohoto problému je náhrada olovnatých obrobitelných mosazí křemíkovými mosazemi. Křemíkové mosazi s obsahem Si kolem 2 hm. % lze průtlačně lisovat na tyče a profily a zápustkově kovat na výkovky složitých tvarů. Struktura křemíkových mosazí je tvořena fází α. Ve struktuře jsou dále tvrdé křemíko-
vé fáze γ (Cu4ZnSi) a κ (Cu8Zn2Si) které, podobně jako fáze olova v olovnatých obrobitelných mosazích, způsobují lámavost třísky při obrábění a zabraňují vzniku nárůstku na čele řezného nástroje (viz obrázek Příklad mikrostruktury křemíkových mosazí). Při kování za optimálních podmínek je kujnost zkoušených křemíkových mosazí lepší, než běžných olovnatých mosazí. Na rozdíl od Pb mosazí nemají sklon k praskání při přehřátí. Výkovky z křemíkových mosazí mají výrazně lepší odolnost proti odzinkování než výkovky z tradičních olovnatých mosazí. V odolnosti proti tomuto druhu koroze jsou srovnatelné s olovnatou arsenovou mosazí, používanou pro speciální prostředí vyžadující zvýšenou odolnost proti odzinkování.
U křemíkových mosazí lze přidáním malého množství Pb do 0,5 hm. % dosáhnout charakteru třísky blížící se třísce vznikající při obrábění automatových olovnatých mosazí CuZn39Pb3 a CuZn40Pb2. Nové křemíkové mosazi byly v nedávné době vyvinuty ve VÚK Panenské Břežany a.s. Představují alternativu k olovnatým obrobitelným a kovárenským mosazím, jejichž použití se bude z ekologických důvodů postupně omezovat. Slitiny jsou určeny pro výrobu tyčí lisovaných za tepla a k výrobě výkovků, šroubení a dalších součástí, u kterých je na závadu přítomnost olova. Jde zejména o rozmanité armatury pro rozvod vody a součásti určené pro automobilový průmysl a pro řadu dalších aplikací. Jiří Faltus, Jiří Režnar
24 MAT21
a) b) Odzinkování (hnědá oblast) po korozní zkoušce u výlisků ze a) křemíkové mosazi a b) tradiční olovnatá mosaz. Fotografie použity s laskavým svolením VÚK Panenské Břežany a.s. Zdroj: VÚK Panenské Břežany a.s.
VYRAZÍME?
KALENDÁŘ AKCÍ SONDY – PRŮZKUMNÍCI VESMÍRU – ČÁST 4 19.09.2013 od 18:00 hod. 19.09. PŘEROV, PŘERO Astronomický klub Přerov Přednáška Ing. Petra Karla. Předná Více informací na: www.hvezdarna-prerov.cz in
ZÁŘÍ ÁŘÍ 2013 HLEDÁME JINÉ INTELIGENCE 05.09.2013 od 17:00 hod. LOUNY, Městská knihovna Louny, příspěvková organizace Žijí někde ve vesmíru ještě další inteligentní bytosti? Mimozemské civilizace měly miliardy let na svůj vznik, rozvoj a šíření, jejich výskyt je vysoce pravděpodobný, přesto však neregistrujeme žádné nepopiratelné známky jejich existence. Tento zjevný rozpor se označuje jako Fermiho paradox – podle fyzika Enrika Fermiho, který se tímto problémem dlouhodobě zabýval. Více informací na: cafenobel.ujep.cz/novinky/louny-inteligence. html EXPERIMENTEM K POZNÁNÍ A SPOLUPRÁCI 13.09.2013 – 15.09.2013 VALAŠSKÉ MEZIŘÍČÍ, Hvězdárna Valašské Meziříčí, příspěvková organizace Workshop je určen především studentům a zájemcům o astronomii a praktickou činnost a je součástí projektu Brána do vesmíru. Jedná se o nový projekt rozvoje přeshraničních vztahů a spolupráce mezi dvěma hvězdárnami, které působí na svých územích jako specifické vzdělávací a kulturní instituce se zaměřením na přírodní vědy, techniku apod. Více informací na: www.astrovm.cz/cz/program/kalendar-akci/ experimentem-k-poznani-a-spolupraci.html VĚDECKÝ JARMARK - VĚDA NÁS BAVÍ 18.09.2013, 8:30 – 17:30 hod. PRAHA - Vítězné náměstí VĚDA NÁS BAVÍ, o.p.s. se ve spolupráci s VŠCHT Praha, ČVUT v Praze a Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR a dalšími školami a institucemi rozhodlo uspořádat Vědecký jarmark. Organizátoři jarmarků si dali za cíl hravou formou přiblížit vědu zejména studentům a žákům základních a středních škol, ale i zvídavým dospělým. Více informací na: www.vedeckyjarmark.cz
NOC VĚDCŮ 2013 V 27.09.2013 27.09.2 Jedna noc, desítky míst v České republice, stovky lokalit po celé EU, tisíce příležitostí seznámit se se zajímavými lidmi a s jejich profesemi, skvělá možnost nechat se fascinovat a bavit, soutěžit, hrát si, poznávat. Více informací na: www.noc-vedcu.cz NA ŘADĚ JE MARS 18.09. – OSTRAVA, čtvrtek 19.09. – BRNO, pátek 20.09. - HRADEC KRÁLOVÉ, sobota 21.09. - PRAHA (Akademie věd, Národní třída), neděle, 22.09. - ČESKÉ BUDĚJOVICE Přednáškové turné dr. Jamese Rice, planetárního geologa a člena nejužšího týmu NASA, který s pomocí robotických vozítek Spirit, Opportunity a Curiosity zprostředkovává lidstvu řadu netušených objevů při průzkumu Rudé planety. Multimediální program se bude věnovat nejen geologickému průzkumu Marsu, ale také dalším souvislostem včetně budoucí možné kolonizace Marsu a přínosům pro lidstvo. S použitím modelů představí také práci robotických vozítek NASA. Přednášku doplňuje výstava o Marsu s názvem „Mars: Roving the Red Planet“ (Toulky Rudou planetou). Přesná místa konání a časy zahájení budou ještě upřesněna (pravděpodobně sály místních hvězdáren). Přednášky budou tlumočeny do češtiny! Více informací na: webových stránkách MAT21 www.materialy21. cz/a na stránkách Amerického centra Praha www.americkecentrum.cz/na-rade-je-mars
ŘÍJEN 2013 1. ČESKO-SLOVENSKÉ SETKÁNÍ POZOROVATELŮ SLUNCE 04.10.2013 - 06.10.2013 VALAŠSKÉ MEZIŘÍČÍ, Hvězdárna Valašské Meziříčí, příspěvková organizace Seminář se koná v rámci projektu Se Sluncem společně. Cílem je obnovení tradice společných setkání pozorovatelů Slunce z obou stran hranice. Více informací na: www.astrovm.cz/cz/program/kalendar-akci/1-cesko-slovenske-setkani-pozorovatelu-slunce.html
MAT MAT21 21 25
VYRAZÍME? TEMNÁ HMOTA A TEMNÁ ENERGIE 04.10.2013, 15:00 – 18:00 hod. PRAHA, Modrá posluchárna Matematického ústavu AV ČR, v.v.i. Veřejný seminář „Temná hmota a temná energie“ věnovaný 80. výročí objevu temné hmoty a 15. výročí objevu temné energie. Více informací na: www.astro.cz/kalendar/akce/525 ASTRONOMICKÁ FOTOGRAFIE 11.10.2013 od 18 hod. PŘEROV, Astronomický klub Přerov Přednáška Mgr. Zbynka Vraštila. Více informací na: www.hvezdarna-prerov.cz MINERALOGICKÁ BURZA OSTRAVA 19.10.2013, 9:00 - 15:00 hod. OSTRAVA, Prostory Nové auly a areálu VŠB-TUO v Ostravě-Porubě Mineralogické setkání, v průběhu konání jsou zdarma zpřístupněny sbírky v Geologickém pavilonu prof. F. Pošepného. Více informací na: www.e-mineral.cz/?mineralogick%E9-burzy,29 CESTOVÁNÍ ČASEM V EINSTEINOVĚ VESMÍRU 24.10.2013 od 18 hod. PŘEROV, Astronomický klub Přerov Přednáška Ing. Petra Karla. Více informací na: http://www.hvezdarna-prerov.cz
VLAŠTOVKY,
kam se jen podíváš Jak na DOKONALÝ hod vlaštovkou? 1. Základem techniky hodu je její správné držení. Nejdříve je potřeba najít těžiště – položte vlaštovku zlehka na ukazovák a až vám bude zlehka na prstě balancovat, máte těžiště (můžete si ho označit tužkou, ať víte, kde vlaštovku při hodu uchopit). 2. Po nalezení těžiště ji uchopte a hoďte. Zkoumejte, jak se chová ve vzduchu (robustní model je např. potřeba hodit rovně a rychle, dlouhou vlaštovku házejte s lehkým hodem a svižně atd.). 3. Další důležitý bod je správný postoj. Při správné rotaci těla se vám podaří mnohem lepší dolet. Stoupněte si bokem ke směru hodu, napřáhněte a nasměrujte vlaštovku po co nejrovnější přímce. Držte ruku v rovině s ramenem a přidejte na síle. Zdroje: http://napomoc.cz/wp-content/uploads/2013/06/i_1213_paper-airplanes-004.jpg, ABC plus č.8/2013
Fotografie struktur neželezných materiálů jsou použity se souhlasem společnosti VÚK Panenské Břežany a.s. Spoluautor Ing. Jiří Faltus, CSc.
26 MAT21 MAT 21
LISTOPAD 2013 TÝDEN VĚDY A TECHNIKY 2013 20.11.2013 PRAHA, BRNO, OSTRAVA, PLZEŇ, ČESKÉ BUDEJOVICE, HRADEC KRÁLOVÉ, OLOMOUC a na mnoha dalších místech. Týden vědy a techniky je největší vědecký festival v ČR. 13. ročník představí přednášky, výstavy, semináře, vědecké kavárny, promítání dokumentárních filmů, soutěže, dny otevřených dveří a další zajímavé akce. Více informací na: www.tydenvedy.cz/index.jsp?channel=hlavni-stranka KOSMONAUTIKA A RAKETOVÁ TECHNIKA 22.11.2013 - 24.11.2013 VALAŠSKÉ MEZIŘÍČÍ, Hvězdárna Valašské Meziříčí, příspěvková organizace Seminář, který je zaměřen na novinky ze světa kosmonautiky, raketové techniky a výzkumu vesmíru. Více informací na: www.astrovm.cz/cz/program/kalendar-akci/ kosmonautika-a-raketova-technika4.html DVA ZPÁTEČNÍ LÍSTKY NA MĚSÍC, PROSÍM 25.11.2013, 19:00 – 21:00 hod. ZLÍN, Hvězdárna Zlín Přestane být létání do vesmíru monopolem vládních agentur? Dokáží privátní firmy mnohem více za méně peněz? Zůstane přerod lidstva v meziplanetární civilizaci na bedrech soukromých společností? Přednáší Ing. Pavel Cagaš. Více informací na: www.zas.cz/index.php?full=1#program
