Tak se dá v kostce vyjádřit příběh tří výzkumníků pardubické společnosti Toseda. Začal před necelými pěti lety, kdy se rozhodli využít nabídky od Evropské kosmické agentury (ESA). Odcházeli z pohodlí výzkumné práce v zavedené firmě a vydávají se – v té době – k značně nejistému snu. Chtějí získat od ESA vesmírné zakázky: Ing. Tomáš Vlček, Ph.D., Ing. Jiří Zelenka, CSc., a Ing. Markéta Zelenková, Ph.D.
T. V.: „Protože jsme pracovali v oblasti nanotechnologií, měli jsme možnost jako jedni z prvních zareagovat na výzvy ESA, kdy s ní Česká republika zahájila oficiální spolupráci. Kosmická agentura tehdy vyhlašovala pro nové členské státy speciální zvýhodněné programy. Protože jsme již léta předtím pracovali s nanomateriály a technologiemi, velice vyhledávanými ve vesmírných programech, chtěli jsme ESA dokázat, že máme s čím přijít, že něco umíme.“
ZAČÍNAJÍ „OD PÍKY“
Ke splnění vytčeného záměru kupují v roce 2013 obchodní společnost Toseda a přeměňují ji na výzkumné, vývojové a výrobní pracoviště speciálních polymerních systémů. Ke splnění snu však vedla dlouhá cesta. Začínali v kancelářských prostorách TechnoParku, které k laboratořím měly hodně daleko. Problémem byly i investice na vybavení. Pouze jediná banka byla v té době ochotna Tosedu v novém podnikání podpořit. Jednalo se o ČSOB, kterou zajímal program a perspektivy společnosti. Uvažovala obrovsky dopředu.
J. Z.: „Bez pomoci ČSOB bychom svůj záměr nezvládli. Faktem však je, že jsme k tomuto odvážnému kroku do neznáma byli připraveni. Odborně, s náležitými zkušenostmi. A především s chutí dokázat sobě, že máme na víc než v předchozím působišti. A dá se říci, štěstí přeje připraveným. K našemu obrovskému překvapení jsme krátce po odchodu od bývalého zaměstnavatele do vlastní firmy dostali od ESA nabídku na první zakázku. Jednalo se o vývoj a výrobu lehčeného adheziva pro nosiče raket. My jsme měli a máme velké zkušenosti s dispergací částic a nanostruktur do různých polymerů. Jde o to, aby materiál splňoval dané požadavky. Protože v případě jeho poškození, dokonce katastrofy, je mnohem dražší oprava v kosmu či tam poslat nové zařízení než použít dražší materiál.“
T. V.: „To je ten správný směr použití nanočástic a nanokompozitů, protože cena není v tomto případě rozhodující. Na prvním místě je v tomto případě bezpečnost a spolehlivost. Je třeba si také uvědomit, že ESA, její partneři a soukromé společnosti, které vyrábějí kosmická zařízení, potřebují materiály rezistentní vůči náročnému kosmickému prostředí. Tyto materiály musejí odolávat například expozici kosmického a tvrdého UV záření, ostřelování mikrometeority, střídání teplot od −150 do +150 °C apod. To vše klade obrovské nároky na odolnost vyvíjených materiálů, které se dá docílit právě pomocí speciálně připravených nanostruktur a polymerů.“
PRÁCE PRO EVROPSKOU VESMÍRNOU AGENTURU NENÍ VŮBEC SNADNÁ
J. Z.: „Dokazuje to zlomový okamžik naší první zakázky. Měli jsme na ni rok a půl. Avšak necelé dva měsíce před jejím dokončením nám ESA oznámila, že došlo k vynucené změně celkového konceptu nádrže na kapalné palivo a tím se musí upravit i zadání projektu. Nový koncept vyžadoval použití adheziva s výrazně jinými fyzikálními vlastnostmi, jiný způsob aplikace. Jak řešit tuto novou situaci? A termín zůstává. Přesto jsme však nehodili ‚flintu do žita‘. Po poradě jsme jim řekli: „Počkejte, my to zkusíme.“ Chtěli jsme se tak ukázat v nejlepším světle. Že jsme flexibilní, že to dokážeme. Tak si vybudovat prestiž pro rozvoj naší firmy.“
Začal souboj s časem. Nastala chvíle, kdy nestačí jen zkušenosti a hra s analogiemi. Muselo přijít něco nového. V tomto momentu vypětí se dostavuje štěstí v podobě realizovatelného NÁPADU. Je jím adhezivum, které vyhovuje novým požadavkům. Je vyvinuto v rekordním čase. Podložené však zkušenostmi, znalostmi, nezměrnou pracovitostí, vědomím, jak co udělat.
J. Z.: „V tomto projektu bylo naším úkolem vyvinout adhezivum pro lepení bloků tepelně izolačních pěn, které musí odolat rozdílu teplot v rozmezí od −253 (kapalný vodík) do +80 °C, bez poškození lepeného spoje. Nám se podařilo vyvinout unikátní nízkohustotní lepidlo, díky němuž lze uspořit několik kilogramů z celkové hmotnosti nádrže. Tím lze významně přispět k efektivitě provozu nosných raket. A má to ještě jeden významný efekt. Dříve se většina komponentů do vesmíru dělala z kovů. Současným trendem u vesmírných projektů je ovšem snižování hmotnosti kvůli redukci provozních nákladů – s podmínkou zachování spolehlivosti a bezpečnosti. Proto jsou kovové materiály nahrazovány polymerními kompozity a nejnověji polymerními nanokompozity. Teď počítejme. Když zredukujete hmotnost konstrukce, která má být vynesena do kosmu, o 1 kg, můžete ušetřit až 30 000 eur z celkových nákladů na realizaci kosmické mise. Když uvážíte, že Ariane 6 (nový model nosné rakety ESA) má létat do kosmu v roce 2020 až dvanáctkrát ročně a co vše je s tím spojeno, úspory vlivem záměny kovových materiálů za kompozitní jsou obrovské.“
TOSEDĚ SE PODAŘILO ZÍSKAT JIŽ OSM PROJEKTŮ V RÁMCI ESA
Dva z nich jsou zaměřeny na vývoj nových typů nádrží na kapalný vodík a kapalný kyslík v nosných raketách. Náplní třetího projektu byl základní výzkum nového typu ochranné vrstvy pro zrcadla na družicích. Jde o speciální transparentní polymer, schopný díky nanotechnologiím odolávat atomárnímu kyslíku, mikrometeoritům, tvrdému záření, teplotnímu cyklování a více než jednoleté expozici teplotě +340 °C bez poškození. Čtvrtý projekt byl zaměřen na vyvíjení speciálního lepidla s velmi nízkou hustotou, které může být využito nejen při výrobě družic, ale i v leteckém průmyslu. Cílem pátého projektu byl vývoj tepelně vodivé vrstvy umožňující dokonalý odvod provozního tepla a tím chlazení elektronických subsystémů přimontovaných k panelům družic. Šestý projekt se týkal vývoje speciálních typů kompozitních materiálů pro výrobu radarů a satelitů. Cílem posledních dvou projektů je vývoj hi-tech materiálů pro náročné kosmické aplikace založené výlučně na technologiích příznivých životnímu prostředí bez použití toxických komponent. Výzvou je, aby tyto „zelené“ systémy vykazovaly stejné unikátní vlastnosti jako předcházející generace materiálů.
SPOLEČNOSTI TOSEDA, MALÉ FIRMĚ Z PARDUBICKA, SE TAK OTEVÍRAJÍ DVEŘE DO VESMÍRU
J. Z.: „Toseda řeší ESA projekty ve spolupráci s klíčovými partnery z oblasti kosmického průmyslu, mezi které patří Airbus, Thales Alenia Space, MT Aerospace apod. Je to ale i výsledkem kooperace s různými ústavy AV, univerzitními pracovišti a firmami v ČR. Díky této spolupráci se dostáváme k vyšší úrovni, nesoucí žádoucí výsledky.“
A PERSPEKTIVY?
T. V.: „V současné době plánujeme výstavbu laboratoří a malotonážní výroby. Účel je jednoznačný. Materiály, které vyvineme, chceme také vyrábět. A výstavba laboratoře? K vývoji materiálů potřebujeme mít speciální testy, které jsme nuceni zajišťovat po celé Evropě i u ESA. Problém je ten, že na některé výsledky čekáme třeba i půl roku. Proto chceme mít laboratoř takového typu, která je schopna tyto velmi specializované testy zajistit. Nehledě k faktu, že tím pomůžeme i dalším zájemcům o tyto služby nejen v ČR, ale i v zahraničí. Námi vyvinuté a vyrobené materiály budou velmi atraktivní i pro naši ekonomiku, protože budou disponovat vysokou přidanou hodnotou.“