Zoran Kahrić nakon James Webba pred realizacijom još jednog velikog svemirskog projekta

Dok se na Zemlji traže rješenja za masovnu primjenu dronova u promjenjivim atmosferskim uvjetima Zemlje, NASA je u laboratoriju Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) službeno započela proces integracije i testiranja (I&T) najnaprednijeg drona u Sunčevu sustavu - nuklearnog rotorcrafta Dragonfly. Ovaj kritični korak označava prijelaz projekta iz teoretske faze u fizičku izgradnju letjelice. Dragonfly će za dvije godine biti lansiran prema Titanu, gdje će autonomno letjeti i istraživati najveći mjesec Saturna i drugi najveći mjesec u Sunčevu sustavu.

Tim povodom, u centrali HISPACE-a u Zagrebu održan je meetup "Say HI to SPACE" na kojem je gostovao Zoran Kahrić, svemirski inženjer koji već 30 godina radi u samom srcu APL-a - institucije koja razvija preko 90% sustava ove misije. Unutar APL laboratorija izravno radi na razvoju elektronike za Dragonfly.

Foto: HISPACE

Najbolji poligon za dronove

Zoran Kahrić, rodom iz Virovitice, inženjer je s preko dva desetljeća iskustva u najzahtjevnijim NASA-inim okruženjima i jedan je od vodećih hrvatskih stručnjaka u svemirskoj industriji.  Nakon rada na integraciji svemirskog teleskopa James Webb (JWST), instrumenta koji je redefinirao suvremenu astronomiju, sad radi na projektu koji redefinira moderno poimanje drona.

Dragonfly je dron veličine manjeg automobila. Teži gotovo pola tone. Na Zemlji on nema smisla, ali na Titanu, gdje je letjeti 30 puta lakše, to je pun pogodak. Titan ima atmosferu gustu 1,5 bara, što je 50% više od atmosferskog tlaka na Zemlji. Mi slične uvjete na Zemlji možemo osjetiti ronjenjem na dubinu od pet metara. U kombinaciji sa slabom gravitacijom (tek 1/7 Zemljine), to čini Titan jedinstvenim poligonom za testiranje dronova.

NASA-in dron izvest će desetke letova - po jedan svakih 16 Zemljinih dana (jedan 'Tsol' na Titanu). Svaki skok traje oko 20 minuta i može preletjeti desetke kilometara. Ukupno će tijekom 3,3 godine primarne misije preći i istražiti više od 110 kilometara, uključujući dine i krater Selk. No, većinu vremena (preko 99 %) provodit će na površini, a letovi su samo 'prijevoz' do novih lokacija za prikupljanje uzoraka i eksperimente.

“Izgradnja letjelice koja mora autonomno navigirati u atmosferi na rubu Sunčevog sustava, udaljenoj 1,4 milijarde kilometara, za mene predstavlja vrhunac inženjerskog izazova danas. Nakon iskustva s James Webb teleskopom, gdje smo pomicali granice optičke preciznosti, Dragonfly nas stavlja pred potpuno drugačiji izazov - mobilnost laboratorija na drugom nebeskom tijelu. Ovo nije dron u komercijalnom smislu; to je nuklearno pogonjeni, autonomni znanstveni sustav dizajniran za istraživanje predbiotičke kemije Titana”, pojašnjava Kahrić.

Foto: HISPACE

Izravan poziv s Titana

Dizajn Dragonflyja nudi duboki uvid u budućnost robotiziranih istraživanja i potencijalne kolonizacije Sunčevog sustava. Dok se na Zemlji tek uspostavljaju standardi satelitske komunikacije za krajnje korisnike, Dragonfly demonstrira domete Direct-to-Earth (DTE) tehnologije. Zahvaljujući high-gain anteni, letjelica će slati podatke izravno prema Deep Space Networku na Zemlji, eliminirajući potrebu za dodatnim relejnim satelitima u orbiti Titana.

Zbog kašnjenja signala od čak 2,5 sata, Dragonfly mora biti potpuno autonoman. Njegov 'mozak' je Integrated Electronics Module (IEM) - kompaktna jedinica s provjerenim radijacijski otpornim procesorima starije generacije koji troše minimalnu energiju. Nema eksperimentalnih AI modela - koristi se robusna, testirana tehnologija koja je već dokazala pouzdanost na drugim NASA-inim misijama.

Također, dok se na Zemlji i Marsu eksperimentira s letjelicama na solarni pogon, Dragonfly koristi radioizotopni termoelektrični generator, takozvani MMRTG. Ovaj sustav pretvara toplinu dobivenu prirodnim raspadom plutonija u električnu energiju, osiguravajući kontinuiran rad laboratorija neovisno o količini Sunčeva svjetla ili temperaturama koje idu do -180 °C.

Da bi preživio takve ekstremne uvjete, Dragonfly je obložen posebnom izolacijskom pjenom testiranom u Titan-komori APL-a. Nuklearni generator MMRTG daje oko 90 W električne energije i 2 kW topline. Upravo ta tehnologija omogućuje da Dragonfly može raditi do 16 godina nakon lansiranja. Šest godina će putovati do Titana, tri godine NASA očekuje da će raditi u punom kapacitetu, a sve ostalo gleda kao dodatan uspjeh misije.

Foto: HISPACE

Jedini nalik Zemlji

Titan je gotovo upola veći od Mjeseca, s promjerom od 5.150 km, a ima više nego dvostruko veću površinu. Ono što ga čini stvarno posebnim je što je jedino tijelo u Sunčevom sustavu osim Zemlje koje ima rijeke, jezera i kišu. No, s bitnom razlikom - umjesto vode, Titanom teku metan i etan. Njegova gusta atmosfera bogata dušikom stvara okruženje koje je Kahrić na meetupu “Say HI to SPACE” opisao kao ključno za razumijevanje kemijske evolucije. Poseban fokus misije bit će stoga upravo na instrumentu DraMS (Dragonfly Mass Spectrometer) koji će analizirati uzorke prikupljene bušenjem površine do dubine od 6 centimetara.

Dragonfly nosi pet vrhunskih znanstvenih instrumenata. Uz DraMS koji analizira kiralnost organskih molekula, tu su DragonCam - mikroskopska kamera koja snima površinu u rezoluciji boljoj od 60 mikrona, što je veličina zrna pijeska, zatim meteorološki senzori za mjerenje temperature, tlaka, vlage i vjetra, seizmometar za detekciju 'Titan-quakeova' te panoramske i zračne kamere za snimanje tijekom letova.

Misija ne traži samo život danas - ona istražuje je li mogao postojati u prošlosti ili bi mogao nastati u budućnosti. Titan je jedino tijelo osim Zemlje s stabilnim tekućim ciklusima (metan i etan), a Dragonfly će prvi put mobilno istražiti desetke lokacija, što Huygensova sonda 2005. nije mogla. Huygensova sonda je zajednička misija ESA-e i NASA-e, koja je 2005. uspješno sletjela na Titan, ali je analizirala samo jedno ograničeno područje tijekom nekoliko sati.

Foto: HISPACE

Ima li života na Titanu

“Titan je poput zamrznute vremenske kapsule rane Zemlje. Na njemu ne tražimo samo tragove vode, već tragove života temeljenog na ugljikovodicima. Analiza kiralnosti - 'ljevogrukosti' ili 'desnorukosti' organskih molekula - mogla bi biti ključni dokaz bioloških procesa sličnih onima koji su se odvijali na našem planetu prije više milijardi godina. Naš Dragonfly će letjeti između desetaka različitih lokacija i tražiti odgovore na fundamentalno pitanje: jesmo li sami u svemiru?”, istaknuo je Kahrić.

Dodaje da je za njega osobno jedan od glavnih motiva rada na ovom projektu da čovječanstvo otkrije ima li ili je bilo života izvan Zemlje kako bi mogli bolje razumjeti naš vlastiti život.

Foto: HISPACE

Stručno predavanje u HISPACE-u privuklo je velik broj inženjera, znanstvenika i entuzijasta, potvrđujući da Hrvatska, kroz stručnjake poput Kahrića, ostaje čvrsto povezana s najkompleksnijim svjetskim projektima. Kahrić, koji živi i radi na relaciji Zagreb - SAD, redovito prenosi specifična znanja iz vrha NASA-ine operative domaćoj zajednici. Njegov rad u APL-u, gdje se Dragonfly danas fizički sklapa, služi kao most između hrvatske tehničke pameti i laboratorija u kojima se danas oblikuje budućnost istraživanja dubokog svemira.

“Misija Dragonfly trebala bi stići na odredište 2034. godine, a njezini rezultati - možemo se samo nadati - trajno će promijeniti naše razumijevanje mjesta čovječanstva u kozmosu”, zaključuje Kahrić.

* * *

O PREDAVAČU

Zoran Kahrić je Space Systems Engineer u Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL). S karijerom dužom od 20 godina, sudjelovao je u više od deset velikih NASA-inih projekata, uključujući integraciju i testiranje James Webb svemirskog teleskopa. Rodom je iz Virovitice. Kao aktivni član udruge HISPACE, Kahrić svojim radom i iskustvom doprinosi popularizaciji svemirskih tehnologija u Hrvatskoj.

O HISPACE-u

HISPACE je vodeći svemirski hub u Hrvatskoj. Nastao je kao dijete misije prvog hrvatskog satelita CroCubea. Osnovali su ga Tanja Prlenda Skenderija, Vedrana Radetić, Jakov Čudina i Bernard Ivezić. Ova nacionalna udruga okuplja inženjere, istraživače, studente, startupove, entuzijaste te stručnjake iz aerospacea, IT-a, proizvodnje, prava, financija i obrazovanja. U samo godinu dana zajednica je narasla s četiri na više od 50 članova iz Hrvatske, EU i Sjeverne Amerike. Kroz rad na projektu za ESA-u te vlastite projekte Say HI to SPACE, Launchpad i NEXUS ovaj domaći svemirski hub razvija projekte i suradnje te gradi lokalni svemirski ekosustav. HISPACE organizira najveću svemirsku konferenciju u SEE regiji s više od 800 posjetitelja. Partner je Infobip Startup Tribea te je u sklopu tog partnerstva podržao startupe NUOTWO i Nucleus Aerospace. Cilj HISPACE-a je stalna prisutnost Hrvatske u svemiru, razvoj svemirskog klastera i osnivanje nacionalne svemirske agencije.