O co konkrétně jde? Podle Kryštofa Mrózka o vytvoření počítačového modelu pro elektrické pohonné systémy satelitů s využitím zbytkové atmosféry jako paliva (Air Breathing Electric Propulsion – ABEP). „Jedná se o typ elektrického pohonu, který by mohl pohánět satelity na velmi nízké oběžné dráze, kde je nezanedbatelně brzdí zbytková atmosféra. Tento elektrický pohon by měl sbírat zbytkovou atmosféru a používat ji jako hnací sílu kompenzující brzdění,“ popisuje výzkumník.
Dodává, že na výzkumu se podílejí i vědci z VUT, kteří vyvíjejí vlastní nízkotlaký zdroj. „Mým úkolem je vytvořit model, pomocí kterého budeme moci prediktivně simulovat náš laboratorní zdroj. Model bude validován výsledky několika diagnostických technik, například měřením extrahovaného proudu nebo optickou emisní spektroskopií. Takto potvrzený model poté rozšíříme o orbitální podmínky a pokusíme se určit, zda tento zdroj bude generovat dostatečný tah ke kompenzaci brzdění na velmi nízké oběžné dráze,“ doplňuje podrobnosti.
Souběžně vyvíjí několik modelů
Podle něj se obtížně hodnotí, jak je s vývojem modelu daleko. „Souběžně jich vyvíjíme několik, z nichž každý z nich popisuje jiné fyzikální jevy. Cílem je tyto modely kombinovat tak, abychom dokázali popsat a pochopit celé zařízení,“ vysvětluje. Pracovat jen na jednom komplexním modelu by podle něj bylo výpočetně náročnější a složitější na interpretaci zaznamenaných výsledků.
„Zároveň probíhá i experimentální práce, pomocí které modely validujeme,“ dodává fyzik, který letos na svůj výzkum získal, stejně jako 17 dalších doktorandů z Masarykovy univerzity, stipendium Ph. D. talent, kterým město Brno podporuje mladé vědce. „Znamená to pro mě především více času na výzkum a možnost být během výzkumu více kreativní – díky volnému času si mohu sám vybrat, čím přesně se budu zabývat,“ říká o přínosu tohoto stipendijního programu.
„K práci na tomto tématu nás přivedla spolupráce s firmou SpaceLab EU, která se snaží vyvinout ABEP. Už během mého magisterského studia jsem pro ně pracoval v rámci stáže ve firmě PlasmaSolve a se svým školitelem Adamem Obrusníkem jsme vyvíjeli globální model plazmatu. Postupně se tato spolupráce prohloubila a vyvinula se i v moji akademickou práci,“ přibližuje Kryštof Mrózek.
Doufá, že práce povede ke zdárnému cíli
Své výzkumné téma považuje za perspektivní. „I na celoevropské úrovni se mu přikládá velký význam a zabývá se jím několik výzkumných skupin a firem. Práce naší skupiny je specifická tím, že se tématem ABEP zabýváme z pohledu plazmové fyziky. Většina ostatních skupin dává větší důraz na orbitální mechaniku. Myslím proto, že naše práce má smysl a může k řešení přispět, i kdyby nakonec sama o sobě nevedla ke zdárnému cíli,“ říká k tomu mladý vědec a hned s úsměvem dodává: „Stále ale doufám, že ke zdárnému cíli povede.“
Zásadním těžkostem při výzkumu podle svých slov nečelí, musel se ale vypořádat s komplexností zkoumané problematiky: „Jde především o to, že kromě plazmové fyziky se musím věnovat právě i oboru Electric Propulsion obecně a zároveň se snažit pochopit i orbitální mechaniku, což jsou oblasti, se kterými jsem se předtím v rámci svého studia do hloubky nevěnoval,“ popisuje Kryštof Mrózek.
„Věda a poznávání světa mě zajímaly odjakživa. Myslím ale, že rozhodnutí ve smyslu - Budu dělat vědu - jsem nikdy neučinil. Nešlo o jeden rozhodující moment, spíš o sérii rozhodnutí, která mě přivedla až sem,“ uvažuje o své životní cestě k vědeckému výzkumu. „Na konci střední školy jsem se rozhodoval mezi několika IT obory. Informační technologie jsem studoval už na střední škole a právě fyzikou, která mě z nějakého důvodu přitahovala, i když jsem ji tak dobře neznal. Nakonec jsem se rozhodl studovat právě ji, a tím jsem udělal tak trochu krok do neznáma,“ vysvětluje dále. „Od té doby jsem u fyziky zůstal. To, že se věnuji vědeckému výzkumu, vyplynulo postupně a nějak přirozeně, když jsem začal studovat pod Adamem Obrusníkem a zároveň i nějak pracovat ve firmě PlasmaSolve na modelování plazmatu.“
Zapojení do zajímavého a inovativního projektu
Kryštof Mrózek podle svých slov zatím příliš nepřemýšlí, co bude dělat po doktorském studiu. Soustředí se právě na dokončení práce a výzkumu, ve volném čase rád vaří, čte a chodí na výlety. Říká, že je rád, že při studiu našel podnětné prostředí, které ho posunulo k výzkumu.
„Studium na Masarykově univerzitě mi umožnilo objevit, čemu všemu je možné se v rámci fyziky věnovat. Také mi umožnilo zapojit se do zajímavého a inovativního projektu, během kterého mě univerzita opravdu všemi silami podporuje,“ uzavírá mladý vědec, který zatím působí na Ústavu fyzikální elektroniky Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity.
Autor: Filip Breindl
Zdroj: Masarykova univerzita
Foto: Archiv MU
