Elektronika z VUT obstála ve vesmíru a ukazuje Zemi v nevídaných detailech

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysokého učení technického v Brně (FEKT VUT) se přímo podílela na vývoji instrumentu 3MI, který nyní poprvé ukázal snímky z oběžné dráhy. Na tomto přístroji pracoval i Lukáš Fujcik a jeho tým z Ústavu mikroelektroniky FEKT VUT, jenž se věnoval návrhu a testování klíčových elektronických systémů potřebných pro spolehlivý provoz ve vesmíru. Díky jeho práci a zapojení celého týmu se české know-how stalo nedílnou součástí zařízení, které představuje průlom v monitorování atmosféry.

Instrument 3MI (Multi-Viewing, Multi-Channel, Multi-Polarisation Imager), na němž se Lukáš Fujcik podílel, je součástí družice Metop-SG A1. Ta odstartovala 13. srpna 2025 z kosmodromu ve Francouzské Guyaně. Už 28. srpna pořídil přístroj své první testovací záběry a dokázal na nich rozlišit kouř z požárů, jemné struktury oblačnosti i optické jevy, které běžné senzory nezachytí. Výsledky byly poprvé představeny veřejnosti 15. září 2025 na výroční konferenci EUMETSAT v Lyonu.

Vůbec první snímek přístroje 3MI, pořízený mezi 10:59 a 11:03 SELČ dne 28. srpna 2025, potvrdil, že přístroj již funguje dobře a poskytuje své předběžné datové toky. Na stránkách EUMETSAT stojí za zhlednutí názorná animace rozdílu mezi standardně pořízeným snímkem a snímkem za využití instrumentu 3MI.

„Když jsme před osmi lety začínali pracovat na tomto projektu, nedokázal jsem si představit, jaký to bude pocit vidět první snímky z tohoto instrumentu,“ vzpomíná Lukáš Fujcik. „Celé roky jsme řešili každý detail elektroniky, testovali v extrémních podmínkách, koordinovali práci s týmy z celé Evropy. A teď vidím, jak naše elektronika spolehlivě funguje 817 kilometrů nad Zemí a pomáhá nám lépe rozumět naší planetě. Je to neuvěřitelně silný pocit - vědět, že něco, co jste navrhli, nyní obíhá kolem Země a přispívá k vědeckému poznání.“

Unikátní technologie pro sledování atmosféry kombinuje pozorování ze tří různých úhlů s analýzou polarizace světla napříč širokým spektrem vlnových délek. Tato pokročilá optická technologie umožňuje výrazně přesnější detekci a charakterizaci aerosolů, částic prachu, kouře a dalších atmosférických komponent než jakékoli předchozí zařízení na oběžné dráze.

Komplexní elektronické řešení z Brna

Tým Lukáše Fujcika vytvořil kompletní elektronické subsystémy pro řízení optického filtru a motorové části senzoru. Elektronika zahrnuje výkonové obvody schopné spolehlivě pracovat v extrémních podmínkách vesmíru, pokročilé algoritmy pro zpracování signálů a precizní regulaci pohyblivých částí přístroje. Všechny komponenty musely projít náročným procesem certifikace pro vesmírné aplikace ESA Class One, který zahrnuje testování odolnosti vůči radiačnímu záření, teplotním výkyvům od -50°C do +85°C a dalším extrémním podmínkám.

Specifické výzvy vývoje spočívaly v práci s omezeným výběrem certifikovaných součástek pro vesmírné aplikace, jejichž cena je několikanásobně vyšší než standardních komponent. Každý návrh musel optimalizovat nejen funkčnost a spolehlivost, ale také hmotnost a energetickou spotřebu při zachování dlouhodobé životnosti minimálně 20 let.

Revoluční data pro vědu a společnost

Nová technologie přináší bezprecedentní možnosti pro meteorologii, klimatologii a monitoring životního prostředí. Instrument 3MI dokáže rozlišit různé typy aerosolů, sledovat transporty saharského prachu, monitorovat znečištění ovzduší ve městech nebo analyzovat změny ve složení atmosféry způsobené klimatickou změnou. Polarizační měření navíc umožňují odlišit přírodní a antropogenní částice, což je klíčové pro porozumění lidskému vlivu na klima.

Praktické aplikace zahrnují zlepšení předpovědí počasí až na 10 dní dopředu, přesnější varování před extrémními povětrnostními jevy, monitoring kvality ovzduší v reálném čase a podporu výzkumu globálních klimatických změn. Data budou využívána meteorologickými službami po celém světě i vědeckými institucemi studujícími atmosféru Země.

České know-how v evropském vesmíru

Účast FEKT VUT na projektu Metop-SG symbolizuje rostoucí pozici české vědy v prestižních mezinárodních vesmírných programech. Brněnská elektronika nyní obíhá Zemi ve výšce 817 kilometrů a každý den přispívá k lepšímu porozumění našemu klimatu. Program EPS-SG s rozpočtem přes 4 miliardy eur představuje jednu z největších evropských investic do pozorování Země, a české týmy jsou jeho nedílnou součástí.

Zdroj: FEKT VUT