Posudky závěrečné kvalifikační práce

Posudek vedoucího

Zikmund, Pavel

Bakalářská práce studenta Matěje Kopeckého se věnuje tématu návratu malého satelitu z oběžné dráhy na Zemi. Práce má 51 stran a je přehledně členěna do 5 kapitol. První čtyři kapitoly představují podrobně zpracovanou rešerši návratových modulů, technologií a CubeSatů včetně projektu Quarman. 5 kapitola je pak věnována analýze návratu CubeSatu z nízké oběžné dráhy na zemi včetně výpočtu modelového příkladu. Práce sice splnila rozsah zadání, ale má trochu mezery ve vyhodnocení výsledků a stanovení vlastních závěrů. Lepšímu hodnocení by prospělo dotažení tepelné bilance s odhadem, o kolik se může konstrukce satelitu ohřát a kolik tepla musí vyzářit zpětně do okolí. Práci hodnotím známkou dobře / C a doporučuji k obhajobě.

Dílčí hodnocení
Kritérium	Známka	Body	Slovní hodnocení
Splnění požadavků a cílů zadání	B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod	B
Vlastní přínos a originalita	C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry	D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii	C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti	A
Grafická, stylistická úprava a pravopis	C
Práce s literaturou včetně citací	B
Samostatnost studenta při zpracování tématu	C

Navrhovaná známka: C

Posudek oponenta

Daněk, Vladimír

Předložená bakalářská práce sestává ze dvou částí. V první, obecné části (kap.1 a 2) se student rešeršní formou věnuje návratovým problémům kosmických těles. Přehled chronologicky zahrnuje doposud používané způsoby návratu kosmických těles z oběžné dráhy od počátku kosmické éry. Jsou popsány návratové moduly dříve používaných kosmických lodí (Vostok, Mercury, Geminy a Apollo). Ze současných kosmických lodí zmiňuje kosmickou loď Orion, která doposud neabsolvovala žádný operační let, zatímco kosmické lodi Sojuz, které jsou již dlouhodobě v provozu, nebo novou kosmickou loď Crew Dragon, nezmiňuje. Dále je nastíněn mnohem důležitější problém spojený s návratem kosmických těles do hustých vrstev atmosféry, a to aerodynamický ohřev, včetně podrobnějšího rozboru tepelné ochrany. V této části však zcela chybí zmínka o neméně důležitém faktoru, a to násobku zatížení, což je důležité nejen u pilotovaných letů, ale také pro přežití cenných vědeckých přístrojů v návratovém modulu u nepilotovaných misí. Ve druhé, obsáhlejší a stěžejní části práce se student věnuje velmi oblíbenému, relativně novému trendu v kosmických aplikacích. Jedná se o používání tzv. CubSatů, tj. malých satelitů pro vědecké účely, které získaly oblibu pro jejich menší náročnost a hlavně láci. Tato kosmická minitělesa se doposud nezachraňovala, po skončení mise shořela vždy v atmosféře. Student rozebírá několik doposud vypuštěných CubSatů, u nichž se s návratem v žádném případě neuvažovalo. Výjimku tvoří pokus o řešení návratu belgického CubSautu QARMAN s účinnou ablativní ochranou. V tomto případě je cílem prozatím jen výzkum chování ablativního materiálu a míra devastace konstrukce CubSatu. Student se zřejmě inspiroval myšlenkou CubSatu QARMAN. Za cíl své práce si vytkl řešit problém návrat CubSatu z oběžné dráhy a jeho záchranu pomocí přistávacího padáku. Úlohu však řeší jen jako klasický balistický návrat Kosmické těleso však musí být ještě před vstupem do atmosféry nějakým řídícím impulsem správně, a s velkou přesností nasměrováno do úzkého vstupního koridoru. K tomu je zapotřebí nějaká pohonná a řídicí jednotka a tou CubSaty neoplývají. To by vedlo k nárůstu hmotnosti. V 5. kapitole je předložen teoretický postup řešení atmosférické návratové fáze dle dostupné literatury. Možno konstatovat, že student samostatným studiem dostatečně pronikl do dané problematiky a na základě toho provedl výpočet průběhu zrychlení, tepelného toku i hustoty tepelného toku v závislosti na výšce. Stanovil extrémní hodnoty uvedených parametrů. K úplnému posouzení by bylo třeba doplnit, zda konstrukce CubSatu je schopna čelit násobkům zatížení a jeho tepelná ochrana je schopna odolat tepelnému toku v průběhu návratu. Tento náročný problém student v zhodnocení na str. 44 odbyl konstatováním, že uvedenému zatížení by CubSat odolal při vhodné tepelné ochraně. Nutno podotknout, že tento problém je úlohou na další práci nad rámec bakalářské práce. Připomínky k práci: Práce vykazuje gramatické ("I" a "y") i stylistické nedostatky ve větší míře, než je pro vysokoškoláka v této fázi studia běžné. Stavba věty studentovi nic neříká. Odkazy na literaturu, ty jsou součástí věty, tudíž tečka musí být až za odkazem. Popisky pod obrázky jsou věty, musí začínat velkým písmenem a končit tečkou. Záměny velkých a malých písmen v názvech a ve větách. Terminologie, např. orbit, správně oběžná dráha. Přebírá pojmy a jejich definice z různých pramenů, nejsou sjednoceny (např. úhel vybočení ap.). Kombinace anglických názvu s českými v popisu obrázků. Pokud je práce psána v češtině musí být i obrázky s českými popisy. Odkaz na neexistující rov (24). Nedobře působí i faktografické chyby, např. uvádí, že astronaut Collins sbíral vzorky na Měsíci. Ve skutečnosti tam nikdy nebyl. Závěrečná poznámka: Skutečností je, že s návraty CubSatů se běžně neuvažuje. Principiálně se to jeví jako kontraproduktivní koncept zachraňovat těleso o klasických rozměrech CubSatu (1U) 10x10x10 cm a hmotnosti 1 kg, byť i většího CubSatu (3U). Náročnost záchrany CubSatu může značně převyšovat cenu zachraňovaného vědeckého nákladu, který je již po dlouhodobé expozici kosmickým zářením a tepelném šoku během návratu jen stěží znovupoužitelný.

Dílčí hodnocení
Kritérium	Známka	Body	Slovní hodnocení
Splnění požadavků a cílů zadání	B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod	C
Vlastní přínos a originalita	C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry	B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii	D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti	B
Grafická, stylistická úprava a pravopis	D
Práce s literaturou včetně citací	B

Navrhovaná známka: C

Otázky

3) Proč uvažujete vstupní výšku na horní hranici atmosféry 150 km? Jaká je standardní výška atmosféry pro návratové úlohy?
1) Na str. 43 tvrdíte, že při otevírání padáku, počáteční rychlost v1 byla odečtena z diagramu 5-2 a zrychlení a1 z diagramu 5-4. S jakou přesností lze z těchto diagramů uvedené veličiny odečíst? Navíc, na diagramu 5-4 je průběh tepelného toku a nikoliv zrychlení. Jak byly hodnoty v1 = 14,365 ms-1 a a1 = 0,016 ms-2 stanoveny?
2) Proč je ve výpočtu plochy padáku použita hodnota CDP stejná jako u CDSat? Hodnota CDP bude určitě větší!
4) Na str. 37 vysvětlujete veličinu [m^(-1)] jako „výšku atmosférického měřítka“. Co to je za veličinu? Dle uváděného rozměru je zřejmé, že to výška asi nebude.