Jak se pije káva ve vesmíru? Hrnek je prvním předmětem navrženým mimo Zemi

Astronauti cestují do vesmíru posledních padesát let, jejich každodenní úkony v prostředí bez gravitace vypadají diametrálně odlišně, proto je často těžké jim dopřát co možná největší komfort. Všechny předměty kolem nich sice navrhují lidé se znalostmi fyzikálních zákonitostí, stále je ale navrhují na Zemi bez praktických zkušeností. Práce designéra je proto v mnohém odlišná, může se často jen domnívat nebo dopočítávat, jak vypadá každý jednoduchý úkon ve stavu beztíže. Vezměte si třeba takové pití kávy. Patří mezi rituály, jejichž pozemské podoby se astronauti nechtěli vzdát. Za zachování požitku významně bojoval astronaut Donald Pettit, který který jako první navrhl předmět ve vesmíru – Zero-G Coffee Cup. 

Než se do událostí vložil Donald Pettit, pili astronauti kávu z uzavřené kapsy, v níž byla rozpustná káva a kam potom jen přidali horkou vodu. Pomocí trubičky pak sáli oblíbený nápoj, jak astronaut ale přiblížil, kvůli uzavření se nedočkáte opojné vůně, která tvoří velkou část zážitku. Proto se zamýšlel, jak by mohl vypadat předmět, ze kterého by kávu mohli pít, aniž by musel být uzavřený. Využíval k tomu také svých znalostí fyziky a zkušeností z vesmíru, kde ostatně jeho první prototyp Zero-G Coffee Cup vznikl. 

Pettit tento prototyp v roce 2008 při pobytu na oběžné dráze zhotovil z plastové folie a speciální, žáru odolné pásky. Dno hrnku má tvar kapky, především kvůli povrchovému napětí kapalin, právě ostrý úhle je zásadní natolik, že je možné nápoj vypít. To se v případě klasického kruhového dna ve stavu beztíže neděje. Kvůli specifickému povrchovému napětí v místě ostrého úhlu totiž dochází k prohnutí povrchu kapaliny směrem vzhůru právě v tomto místě, což umožňuje kapalinu vypít, a to dokud nádoba není úplně prázdná. Zároveň se také astronautům dostává k čichovým buňkám vůně nápoje, který si zrovna vychutnávají.

Podle Pettita plní ještě jednu zásadní roli – po jakkoliv velkém úspěchu si posádka může připít a přiťuknout, což se s uzavřenými pytlíky provádělo jen velmi těžko. I takto zdánlivě malý úkon je pro vesmírnou posádku odtrženou od rodin a civilzace prý důležitý svou symbolikou a posilováním kolektivu. 

U první generace tohoto prototypu ale nezůstalo, Pettit pomohl svým praktickým pozorováním a zkušenostmi vědcům pochopit mnohé, díky tomu vznikla další generace Zero-G Coffee Cup, který má o něco komplikovanější tvar než jeho předchůdce. Tento tvar navrhl Mark Weislogel. Ačkoliv vypadá jakkoliv umělecky, je přísně určován matematickými rovnicemi fyzikálních zákonů kapalin. Zatímco první návrh formovala především intuice a znalost pár zákonů. 

Pití kávy ve vesmíru napomohlo i vědě

Přestože je tvar druhé generace komplikovaný a velmi specifický, není za ním jediný estetický záměr, jen ten čistě funkční. Donald Pettit jeho snahou o vyvinutí hrnku na kávu nepomohl jen zachovat každodenní rituál, díky objevení tohoto speciálního, pro kapalinu příhodného tvaru v prostředí bez gravitace ovlivnil také možnost testování vzorků ve vesmíru. Pokud je k tomuto testování potřeba nádob otevřeného charakteru, protože se do nich později přidává například další látka, nebylo to v případě nádob s kulatým dnem úplně snadné či možné. Nyní díky 3D tiskárnám mohou vytvořit síť malých zmenšenin kávového hrnku, které pro takové experimenty budou tvarem příhodnější.

Zdroj: Rochester Institute of Technology, Fueled by Death Cast,