Jan Skácel na stáži používal fyziku plazmatu na vesmírné aplikace

Mgr. Jan Skácel vystudoval bakalářský studijní program Fyzika a poté magisterské studium Fyziky plazmatu a nanotechnologií, kde se věnoval Vícetekutinovým modelům v problémech fyziky plazmatu pod vedením Mgr. Zdeňka Bonaventury, Ph.D. z výzkumné skupiny Diagnostika a modelování plazmatu, Ústavu fyziky a technologií plazmatu.

„Možnost spojit studium fyziky plazmatu s vesmírnými aplikacemi jsem vyhlížel už od začátku svého studia na MUNI. To se mi podařilo naplnit v posledním ročníku magisterského studia, kdy jsem na doporučení svého vedoucího Zdeňka Bonaventury vyjel na svou první Erasmus+ stáž na von Karman Institut (VKI) v Belgii.“ Na několika měsíční stáži v Belgii spolupracoval s výzkumnou skupinou v oblasti kosmonautiky. Po úspěšném zakončení stáže se mu naskytla další příležitost v této spolupráci pokračovat.

Hned v začátku doktorského studia se tedy přihlásil na roční kurz “Research Master in Fluid Dynamics,” který mu doporučil Prof. Thierry Magin, pod jehož vedením v Belgii pracoval. Jde o intenzivní dvousemestrální kurz ve fluidní dynamice. Je určený pro studenty ze zemí NATO, má dlouholetou tradici a slouží jako nadstavba dosavadních znalostí s přímou aplikací na reálné problémy. Každý student musí během kurzu také vypracovat projekt, který je přímo podporován průmyslovými partnery, což mu přidává velkou hodnotu a prestiž.

Čeho konkrétně se týká tvá vědecká práce?

Během stáže jsem se začal věnovat problematice nabíjení satelitů na velmi nízké oběžné dráze Země. Tohoto tématu se také týkal můj projekt. Satelity, ať už jsou na jakékoli orbitě, jsou neustále vystaveny extrémním podmínkám vlivem solárního a kosmického záření, které může vést k fatálnímu poškození jejich systémů. Jeden z nežádoucích efektů je nabíjení satelitů. To může způsobit výboje na jejich povrchu vedoucí k poškození obvodů či měřicích přístrojů.

Ovšem na velmi nízké oběžné dráze se navíc nachází ionosféra. Ionosféra se skládá z neutrálního plynu a nabitých částic o nezanedbatelné hustotě. Vliv těchto nabitých částic na nabíjení satelitů a jejich následný dopad na zařízení není dosud plně pochopen. Mým úkolem je proto provádět počítačové simulace k lepšímu porozumění těmto jevům. Tomuto tématu se nadále věnuji i v rámci doktorského studia, kde navíc budu studovat konkrétní nerovnovážné jevy. Takovými jevy je například přechod mezi dnem a nocí, kdy se výrazně změní charakteristika ionosféry, nebo průlet oblastí polární záře, kde se navíc nacházejí nabité částice s mnohem vyšší energií. Tyto jevy mohou mít pak obrovský vliv na nabíjení satelitů.

Jde o velice zajímavé téma, které tě viditelně hodně nadchlo a baví. Je asi jasné, proč si vyjel na VKI znovu. Nelákalo tě ale jiné místo?

O jiném místě jsem ani neuvažoval. VKI je prestižní výzkumný institut, který spolupracuje s organizacemi jako ESA, NASA nebo DLR v Německu. To studentům otevírá obrovské možnosti dlouhodobé spolupráce. A to byl vždy můj cíl takovou spolupráci navázat s vesmírnou společností. Dalším důvodem je pro mě kolektiv na VKI, který je nejen profesionální, ale také velmi přátelský. Během předchozí stáže jsem si našel několik blízkých přátel, a věděl jsem, že pojedu znovu do známého prostředí, což hrálo velkou roli.

Co nového ses naučil?

Kurz zahrnoval širokou škálu přednášek, od základů fluidní dynamiky po konkrétní aplikace v experimentech. Bylo tam mnoho nových témat, se kterými jsem se během studia fyziky na MUNI nikdy nesetkal. Každý student navíc musel vést svůj zadaný projekt samostatně, od návrhu struktury projektu přes vedení týmu až po pravidelné prezentace výsledků profesorům či publiku. Myslím, že mě to hodně posunulo i v oblasti mluveného projevu. Během stáže jsem měl také možnost účastnit se workshopu (SPINE) v ESTEC ESA v Nizozemsku, kde jsem prezentoval své výsledky expertům na téma nabíjení satelitů. Z počátku jsem z toho měl strach, ale díky přípravě na VKI jsem se cítil mnohem jistěji. Taková zkušenost mě posunula snad ještě více.

Dokážeš to zhodnotit, co ti tvá stáž přinesla?

Celkově musím říct, že tento rok na VKI byl velmi náročný, ale rozhodně to stálo za to. Díky stáži mám nové kontakty a příležitosti k další spolupráci. Například díky úspěšné prezentaci v ESA budu během svého doktorského studia dále spolupracovat s jejich týmem. Mám už také naplánované další pobyty na VKI, tentokrát jako doktorand pod dvojím vedením (navázána spolupráce s Belgickou univerzitou), kde se budu podílet na několika projektech týkajících se výzkumu velmi nízkých oběžných drah. Za tyto cenné zkušenosti vděčím především svému vedoucímu práce, dr. Zdeňku Bonaventurovi, který mě po celou dobu stáží podporoval a neustále motivoval.

Díky za rozhovor a přeji, ať se ti daří!