ZARM

Pro experimenty v drop tower (pádové věži) využívá Evropská kosmická agentura ESA pádovou věž ZARM (Zentrum für Angewandte Raumfahrt Microgravitation) umístěnou v Brémách.  Jedná se o 146 m vysokou betonovou stavbu, uvnitř které je hermeticky uzavíratelný tubus o délce 109 m. Ve spodní části věže se nachází dopadový kontejner vyplněný polystyrenovými kuličkami, jenž má za úkol zastavit pouzdro s experimentem. Ještě níže, 11 m pod povrchem, je od roku 2004 umístěn katapult pro vystřelování pouzder. Tím je umožněno prodloužení trvání stavu mikrogravitace na dvojnásobek. Samotná pádová věž je v provozu od roku 1990. V průběhu shozu je celý tubus evakuován a tlak uvnitř dosahuje 10 Pa.

Obr. 1: Uspořádání jednotlivých částí pádové věže ZARM. Credits: ESA

Experimenty se uzavírají do jednoho ze dvou pouzder o průměru 814 mm a celkové délce 2 094 mm nebo 2 860 mm. Ve spodní části pouzdra se nachází kužel s anténou, nad nímž je blok baterií s kapacitou 25 Ah a řídící počítač se speciálním programovým balíkem SEPPEL. Tato sekce je zakončena první platformou pro umisťování experimentu, jenž má přibližně tvar osmiúhelníku o průměru 700 mm. Výška prostoru pro experimenty je u krátkého pouzdra 980 mm a u dlouhého 1 730 mm. Celková hmotnost pouzdra nesmí překročit 500 kg, přičemž na užitečné zatížení (experimenty) připadá 274 kg, resp. 234 kg. Další hlavní omezení pro experimenty jsou následující:

• hmotnost jedné platformy s experimenty nesmí přesáhnout 100 kg,
• rozložení hmotnosti musí být rovnoměrné,
• vzdálenost mezi spodním koncem podélného nosníku spodní stranou nejníže umístěné platformy s experimenty musí být minimálně 420 mm,
• zařízení musí odolat přetížení až 100 g.

Pouzdro pro vystřelování pomocí katapultu pojme experiment o maximální výšce 950 mm a hmotnosti 164 kg. V budoucnu se plánuje se zvýšením hmotnosti užitečného zatížení na 264 kg. Navíc je u něj nutno počítat s přetížením při vystřelení, které dosahuje maximální hodnoty 30 g.

Platforma pro umístění experimentů je vyrobena z kompozitního materiálu hliník-překližka-hliník a je schopna odolat silám, které jsou vyvolány prudkým zpomalením pouzdra na konci shozu. Z tohoto důvodu si nemůže experimentátor vyrobit vlastní platformu, ale použít certifikovanou ze ZARM. Dodávku elektrické energie pro experimenty zajišťují výše zmíněné baterie, které poskytují 26,4 až 35 V stejnosměrných s maximálním odběrem 40 A. Pro co největší omezení vyzařování elektromagnetického pole, což je hlavně v zájmu experimentátorů, se doporučuje vyvarovat se zemním smyčkám, vhodně rozmístit jednotlivé bloky experimentu, použití kroucených a/nebo stíněných vodičů, odstínění kritických součástí experimentu a zamezení vzniku jiskření.

Obr. 2: Rozměry a vnitřní uspořádání pouzder. Credits: ESA

Hlavní pravidla pro experimentátory jsou:

• plynná paliva a okysličovadla musí být skladována v oddělených kontejnerech,
• neexistuje žádné omezení pro tlak plynu v nádrži, ale je nutno mít takovou certifikovanou po technické prohlídce,
• v případě, že se pracuje s nebezpečnými plyny, musí být součástí experimentu odpovídající detektor k monitorování případných úniků,
• vypouštění toxických, korozivních, výbušných, biologických a dalších látek do nebo vně pouzdro s experimenty je zakázáno. Experimentátor je dále povinen v každém případě doložit potenciální nebezpečí pro obsluhu pádové věže,
• používání rtuti nebo nestabilních sloučenin rtuti je zakázáno,
• použité baterie musí být suché nebo gelové. Baterie s tekutým elektrolytem budou odmítnuty,
• těžiště experimentu musí být ve svislé ose pouzdra. Mírné odchylky lze korigovat přídavnou pasivní zátěží na podélné nosníky. V případě, že by však byla překročena celková hmotnost pouzdra, bude experiment odmítnut,
• doporučuje se vyhnout změnám v pohybu hmoty během shozu. Pokud tomu jeden zabránit, je nutno jej korigovat pohybem protizávaží podél stejné osy,
• mechanicky křehké experimenty, které nemohou být zesíleny budou odmítnuty.