Úspěch pardubické společnosti Toseda s.r.o. je především  osobním příběhem dvou výzkumníků, kteří se rozhodli zvednout hozenou rukavici od Evropské kosmické agentury. Před necelými čtyřmi roky dnešní majitelé Tosedy Ing. Tomáš Vlček, Ph.D., a Ing. Jiří Zelenka, CSc., pořádně zariskovali.

Odcházejí z pohodlí výzkumné práce v zavedené firmě a vydávají se vstříc značně nejistému snu. Na vlastní triko získat od ESA své „vesmírné“ zakázky..

Protože jsme pracovali v oblasti nanotechnologií, měli jsme šanci zareagovat jako jedni z prvních na výzvy od ESA poté, co s ní v roce 2008 Česká republika zahájila oficiální spolupráci. ESA pro nové členské státy vyhlašovala speciální zvýhodněné programy a my jsme věřili, že máme šanci uspět.

Již léta před tím jsme pracovali s nano materiály a technologiemi, které jsou ve vesmírných programech velice vyhledávané. Chtěli jsme ESA ukázat, že opravdu něco umíme,“ vzpomíná na začátky Tomáš Vlček.

Nelehké začátky bez financí

Toseda byla založena jako obchodní společnost v roce 2010. O tři roky později ji Tomáš Vlček a Jiří Zelenka přeměňují na výzkumné, vývojové a výrobní pracoviště speciálních polymerních systémů. „Začátky nebyly jednoduché.

Přestěhovali jsme se do prostor, které vypadaly spíše jako kancelářské a do laboratoří měly daleko. Byly tedy potřebné vysoké investice na vybavení. Jsme proto velice vděční ČSOB, že nám pomohla při rozběhu společnosti.

Byla to jediná banka ochotná nás podpořit. Bez její pomoci bychom spolu dnes nehovořili,“ popisuje Jiří Zelenka první nelehké kroky soukromého podnikání.

První zakázka byla sen

Odvážnému ale štěstí přeje, jak již řekl Vergilius. A připravenému, dodali by aktéři tohoto příběhu. Získání prvního projektu pro ESA v roce 2013 totiž připomíná krásný sen. „K našemu obrovskému překvapení jsme krátce poté, co jsme úplně přešli od bývalého zaměstnavatele do vlastní firmy, dostali od ESA nabídnutou první zakázku.

Šlo o vývoj a výrobu speciálního lehčeného adheziva pro nosiče raket,“ vypráví Tomáš Vlček.

To, že práce pro Evropskou vesmírnou agenturu není vůbec snadná, dokazuje zlomový okamžik jejich první zakázky. „Měli jsme na ni rok a půl. Ale necelé dva měsíce před dokončením nám ESA oznámila, že se díky vynucené změně celkového konceptu nádrže na kapalné palivo musí upravit i zadání našeho projektu.

Jejich nový koncept vyžadoval použití adheziva s výrazně jinými vlastnostmi. Řekli nám: My bohužel víme, že vývoj nového systému ve zbývajícím čase projektu je téměř nereálný. Odpověděl jsem jim: Tak počkejte, my to zkusíme.

Chtěli jsme se ukázat v nejlepším světle a vybudovat si tak prestiž důležitou pro budoucí rozvoj naší firmy,“ líčí Jiří Zelenka.

Začíná nelítostný souboj s časem. Nastala chvíle, kdy nestačí jen zkušenosti a hra s analogiemi. Chtělo to něco nového. Naštěstí se nápad dostavuje. Adhezivum, vyhovující novým požadavkům, je vyvinuto v rekordním čase.

Společnosti Toseda se dostává uznání od jejího největšího zákazníka a Evropské kosmické agentury. Malé firmě z Pardubic se tak dveře do vesmíru hodně pootevřely. Spolupráce na nových projektech trvá již čtvrtým rokem.

A malá česká firma za tu dobu získává i další významné celoevropské „kosmické“ zakázky.

„Bylo to i tím, že ESA preferuje malé firmy, které jsou oproti velkým a někdy těžkopádným nadnárodním konsorciím výrazně flexibilnější,“ doplňuje Tomáš Vlček.

Oč odolnější, o to lehčí

Proto se dnes v Tosedě zaměřují zejména vývoj hi-tech polymerních materiálů v kombinaci s nanotechnologiemi. TOSEDA má know-how především v oblasti syntézy nanočástic a jejich povrchové modifikaci pro zlepšení dispergace (rozptýlení) v polymerních systémech.

Polymerní systém modifikovaný nanočásticemi může mít unikátní vlastnosti pouze tehdy, pokud jsou nanočástice správně dispergovány v polymeru.

„Je to jako míchání vody a mouky. Vše musíme namíchat tak, aby se netvořily hrudky. Výsledkem je homogenní směs, v níž se však každá částice musí chovat jako jedinec. Nanočástice mají nejčastěji tvar destiček, koulí, trubek nebo vláken a jejich tvar se nesmí změnit vlivem dispergace.

Nanotechnologie mají obrovský potenciál a širokou škálu jejich aplikací si jen stěží dokážeme v současné době představit. Díky jejich použití je například možné vyrobit nafukovací gumový člun, který bude extrémně pevný, avšak díky tenčím stěnám bude mnohem lehčí,“ vysvětluje Jiří Zelenka.

Lepidla do nádrží kosmických lodí

Tosedě se k dnešnímu dni podařilo získat již osm projektů v rámci ESA. Dva z nich jsou zaměřeny na vývoj nových typů nádrží na kapalný vodík a kapalný kyslík v nosných raketách. Tyto nádrže jsou od sebe vzájemně odděleny izolační přepážkou, bránící v přestupu tepla a hlavně nebezpečnému smíchání vodíku a kyslíku vedoucímu k explozi.

V prvním úspěšně dokončeném projektu bylo jejich úkolem vyvinout adhezivum  pro lepení bloků tepelně izolačních pěn, které musí odolat teplotnímu cyklování v rozmezí od -254 °C do +80 °C bez poškození lepeného spoje.

Podařilo se vyvinout unikátní nízkohustotní lepidlo, díky němuž lze uspořit několik kilogramů z celkové hmotnosti palivové nádrže. A významně tak přispět k efektivitě provozu nosných raket.

„Dříve se většina komponentů do vesmíru dělala z kovů. Současným trendem u vesmírných projektů je ovšem snižování hmotnosti, kvůli redukci provozních nákladů. Proto kovové materiály začaly nahrazovat polymerní kompozity a nejnověji polymerní nanokompozity.

Když zredukujete hmotnost o jeden kilogram, který má být vynesen do kosmu, můžete ušetřit až několik desítek tisíc euro celkových nákladů na realizaci kosmické mise,“ vysvětluje Jiří Zelenka.

I druhý projekt je spojen s nosnými raketami. Jde v něm o formulaci speciální polymerní ochranné vrstvy tepelně izolačních (kryogenních) pěn. Ta má zabránit styku pěny s kapalným vodíkem a průniku jeho molekul.

Budou chránit zrcadla družic

Náplní třetího projektu byl základní výzkum nového typu ochranné vrstvy pro zrcadla na družicích. Jde o speciální transparentní polymer, schopný díky nanotechnologiím odolávat atomárnímu kyslíku, mikrometeoritům, tvrdému záření, teplotnímu cyklování a více než jednoleté expozici teplotě 340 °C bez poškození.

Ve čtvrtém projektu bylo vyvíjeno speciální lepidlo s velmi nízkou hustotou, které může být využito nejen při výrobě družic, ale i v leteckém průmyslu. Jednotlivé subsystémy jsou montovány na voštinové panely družic pomocí speciálních hmoždinek.

Cílem projektu bylo vyvinout jednosložkové lepidlo s dlouhou dobou skladovatelnosti a nízkou teplotou vytvrzování pro robotickou aplikaci těchto hmoždinek. Pátý projekt byl zaměřen na vývoj tepelně vodivé vrstvy umožňující dokonalý odvod provozního tepla a tím chlazení elektronických subsystémů přimontovaných k panelům družic.

Další projekt byl pak zaměřený na vývoj speciálních typů a kompozitních materiálů pro výrobu radarů satelitů.

Do kosmu míří I Zelená chemie

Ambiciózním cílem nejnovějších dvou projektů Tosedy je vývoj hi-tech materiálů pro náročné kosmické aplikace založených výlučně na technologiích příznivých životnímu prostředí. Nově vyvinuté systémy nahradí v současné době používané unikátní materiály, které však obsahují velmi toxické komponenty.

Výzvou je především požadavek, aby nové „zelené“ systémy vykazovaly stejné unikátní vlastnosti jako předcházející generace materiálů.

Vývoj hi-tech materiálů pro kosmický průmysl je tak v současné době dominantní aktivitou společnosti Toseda. „V oblasti nosných raket je v nanotechnologiích velký potenciál. Pomocí nich bude možné nahradit současné materiály inovovanými systémy s mnohem lepšími užitnými vlastnostmi.

Naší snahou do budoucna je pokračovat ve vývoji a kvalifikovat některý z našich materiálů právě pro použití v kosmonautice,“ dodává Jiří Zelenka.

Kamil Miketa

Foto TOSEDA a ESA