fbpx

Portal ekspercki

Portal ekspercki

TOP

FUCHS w kosmosie, czyli nieziemskie smary, które zmieniają oblicze kosmicznych wypraw.

Dzisiejszy przemysł kosmiczny jest zupełnie inny niż jeszcze dekadę temu. Dawno minęły czasy, kiedy eksploracja kosmosu ograniczała się do misji finansowanych przez rząd. Obecnie prywatne firmy zarówno sektora lotniczego, jaki i spoza niego spieszą do odkrywania wielkiej nieznanej jaką jest przestrzeń kosmiczna. Przy większej liczbie graczy, większej liczbie misji i całych konstelacjach satelitów, zapotrzebowanie na innowacyjne smary nieustannie rośnie. Grupa FUCHS proponuje właśnie tego typu smary, które spełniają doprawdy kosmiczne wymagania, wyznaczając tym samym zupełnie nową przestrzeń dla technologii produkcyjnych. Sprawdź, co proponujemy.

Podsumowanie:

W 2020 roku do globalnej grupy FUCHS weszła firma Nye Lubricants, która od ponad sześciu dekad specjalizuje się w projektowaniu i produkowaniu smarów do zastosowania w kosmosie. Włączenie tej marki do znaku jakości FUCHS otworzyło nam nowe ścieżki rozwoju. Ale już poza rodzimą planetą.

Smary z kosmicznym potencjałem

Ktoś zapyta: co mają wspólnego smary z technologiami kosmicznymi? Okazuje się, że bardzo wiele. Zarówno maszyny, jak i roboty eksplorując nieznane pozaziemskie obszary muszą działać w sposób niezawodny, zupełnie tak jak urządzenia w “zwykłym” przemyśle. Natomiast w tym pierwszym przypadku warunki działania są o wiele trudniejsze i stawiają środkom smarnym zupełnie nowe wyzwania.

Smary do zastosowań kosmicznych muszą nie tylko przedłużać żywotność komponentów, ale także chronić elementy optyczne, zapobiegać zanieczyszczeniom, zapewniać prawidłowe sterowanie ruchem. Sformułowanie smarów, które spełnią te wszystkie kryteria w połączeniu z niezwykle wymagającymi warunkami panującymi w kosmosie, stanowi nie lada wyzwanie.

Są jednak gracze, dla których takie wyzwania są zachętą do działania. Jednym z nich jest Nye Lubricants, która w 2020 roku dołączyła do globalnej grupy FUCHS. Ta marka z tradycjami ma już za sobą udział w licznych misjach kosmicznych. Nye od ponad 65 lat współpracuje z wiodącymi organizacjami kosmicznymi w celu opracowania najnowocześniejszych formulacji środków smarnych wykorzystywanych później w urządzeniach wysyłanych w kosmos. Smary Nye zostały po raz pierwszy użyte podczas misji Mercury w 1963 roku.

Współcześnie produkty tej marki odegrały kluczową rolę w ochronie komponentów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, satelitów serii GOES-R oraz Teleskopu Jamesa Webba. Natomiast Mars Perseverance Rover i Curiosity Rover wykorzystują produkt o nazwie NyeBar® Barrier Film do zapobiegania migracji smaru łożyskowego w kamerze masztowej łazika. NyeBar® Barrier Film eliminuje ryzyko wypychania środka smarnego z łożyska, co przyspieszyłoby zużycie i ostatecznie doprowadziło do ograniczenia zakresu ruchu kamery, narażając dodatkowo na szwank całą optykę, która mogłaby ulec zanieczyszczeniu.

Jak trudno jest przetrwać maszynom w kosmosie?

Człowiek, do tego, żeby przetrwać na obcej planecie, wymaga specjalnego stroju i szeregu wspomagających go technologii. Skąd więc założenie, że tego samego nie wymagają maszyny? Te nie muszą co prawda oddychać i ważą często o wiele więcej od człowieka, ale przecież warunki w kosmosie są trudne dla wszystkich i wszystkiego.

Właściwości, które należy wziąć pod uwagę podczas formułowania smaru do zastosowania w kosmosie, aby zapewnić niezawodne działanie komponentów przez cały okres ich użytkowania to przede wszystkim:

  • odporność na ekstremalne temperatury,
  • działanie w próżni,
  • niskie wytwarzanie cząstek lotnych,
  • niskie odgazowanie,
  • oczekiwana długa żywotność.

W branży kosmicznej, jak w każdej innej liczy się niezawodność. W przeciwieństwie jednak do maszyn przemysłowych czy samochodów, które można oddać do serwisu, w przypadku sprzętu kosmicznego nie ma miejsca na pomyłki czy awarie. Awarii nie tylko często nie da się usunąć, ale też generują one poważne straty finansowe, których wartość jest liczona nierzadko w miliardach dolarów. Właśnie w uwagi na koszt misji kosmicznych wybrany produkt musi przejść szereg testów i dawać gwarancję niezawodności.

„Już na etapie projektowania smaru do przestrzeni kosmicznej trzeba zagwarantować, że komponenty będą działać niezawodnie przez cały okres użytkowania.”
Dr Jason Galary, Dyrektor ds. Badań, Rozwoju i Innowacji w Nye

Gdy samo testowanie staje się wyzwaniem

Ziemskie technologie produkcyjne są już dobrze znane, a samo testowanie projektowanych rozwiązań obejmuje dobrze znane procedury i standardy produkcyjne. Problem pojawia się wówczas, gdy trzeba w naszych, ziemskich warunkach testować to, co ma działać w skrajnie odmiennych, “kosmicznych” warunkach pracy. Jak przewidzieć zachowanie lubrykowanego komponentu na Marsie, skoro eksperyment przeprowadza się na Ziemi?

Także na to pytanie odpowiedź mają technolodzy z Nye. W powstałym w 2019 roku autorskim Próżniowym Laboratorium Testów Lotniczych i Półprzewodników (VAST), w kontrolowanym środowisku formułuje się i waliduje środki smarne do zastosowań w próżni. Wszystko odbywa się w specjalnych komorach zaprojektowanych i zbudowanych przez inżynierów z Nye, jakimi nie dysponuje żadna konkurencyjna firma. Jest to jeden z kolejnych wyróżników firmy. Dzięki jedynym w swoim rodzaju urządzeniom testowym możliwe jest wystawienie smarów i komponentów na działanie ekstremalnych warunków odzwierciedlających te panujące w kosmosie.

Inne urządzenia testowe, takie jak zbudowany w oparciu o metodę trybometrii opracowaną w NASA-Glenn Research Center trybometr Nye’s Spiral Orbit Tribometer (SOT), mogą testować dostarczone przez klienta komponenty, symulując zachowanie się smaru w określonym zastosowaniu. Korzystając z SOT inżynierowie mogą przewidzieć względną żywotność smaru na podstawie liczby okrążeń po orbicie wykonanych poniżej poziomu tarcia. Test ten jest symulacją łożyska oporowego i dostarcza wyników, które wskazują zużycie smaru, stopień jego degradacji oraz żywotność.

Łazik ze wsparciem Nye (case study)

Wciąż należysz do niedowiarków i nie jesteś pewien, czy proponowane rozwiązania rzeczywiście sprawdzają się w kosmosie? W takim razie przygotowaliśmy dla ciebie małe case study i to nie byle jakie, bo dotyczące misji Mars Curiosity Rover NASA.

Podczas projektowania słynnego marsjańskiego łazika NASA obawiała się, że ich smar łożyskowy, znajdujący się w pobliżu kamery masztowej, będzie po jakimś czasie migrować. Proces ten mógłby wypchnąć środek smarny z powierzchni łożyska, co spowodowałoby przyspieszone zużycie, ale i ograniczenie zakresu ruchu. Aby uniknąć narażenia na szwank misji, NASA musiała znaleźć taki produkt, który zapobiegłby zjawisku migracji w środowisku kosmicznej próżni. Poza tym wśród wymagań znalazło się także niezawodne działanie w ekstremalnie niskich temperaturach bez odgazowywania, w tym emisji cząstek lotnych, które kondensując się mogłyby zaparować obiektyw kamery.

Potrzeby te zostały spełnione z nawiązką. Okazało się, że innowacyjny NyeBar® Barrier Film, czyli specjalna wartswa barierowa, skutecznie kontrolowały migrowanie oleju i zapobiegały korozji w obydwu modelach Mars Curiosity Rover. Co więcej, produkt był na tyle skuteczny, że NASA zdecydowała się użyć go również w projekcie Mars Perseverance Rover.

Gus Flaherty (po lewej) i dr Jason Galary (po prawej) przewodzą wysiłkom Nye w opracowywaniu smarów do zastosowań kosmicznych

 

Siedziba Nye Lubricants w Fairhaven, Massachusetss, USA

Spojrzenie w przyszłość

Większe i mniejsze satelity oraz statki kosmiczne na stałe zagościły w przestrzeni kosmicznej. Przy rosnącej liczbie misji oraz nieustannie rozwijającej się i nabierającej na znaczeniu branży kosmicznej zapotrzebowanie na innowacyjne smary do tak specyficznych zapotrzebowań cały czas wzrasta. I właśnie w tę niszę celujemy.

Nye Lubricants, choć nowi w Grupie FUCHS, to w branży środków smarnych stanową synonim jakości od ponad 175 lat. Tym bardziej cieszymy się, że udało się nam włączyć w nasze struktury markę o tak imponujących tradycjach i równie imponującym know-how kosmicznym.

Z zaciekawieniem patrzymy zatem w górę i w przyszłość. Zachęcamy do tego samego naszych klientów.

Poznaj smary NYE

„Nye wnosi specyficzną wiedzę inżynierską i partnerskie podejście projektowe do relacji z klientem, a te są wyjątkowe. Przejęcie Nye i współpraca z dotychczasowym zespołem, znacznie zwiększy naszą wiedzę w zakresie badań i rozwoju oraz inżynierii, jednocześnie wykorzystując łańcuch dostaw i obecność na rynku FUCHS w celu zaspokojenia pojawiających się potrzeb klientów.”
Keith Brewer, CEO FUCHS Lubricants CO. (USA)
„Dzięki Nye klienci FUCHS na całym świecie mają teraz dostęp do szerokiej gamy specjalistycznych smarów, ponieważ firmy obsługują wiele tych samych branż, segmentów rynku i klientów, ale w różnych obszarach zastosowań. (…) Nye uzupełnia FUCHS, oferując produkty „Lube-for-Life”. Smary te są kluczowymi elementami konstrukcyjnymi, które gwarantują funkcjonalność produktu klienta bez konieczności relubrykacji przez cały okres jego eksploatacji.”
George Mock, President of Nye Lubricants

Inspirujemy i motywujemy. Grupa FUCHS to firma z niemieckimi korzeniami, która opracowuje, produkuje i sprzedaje środki smarne oraz produkty pokrewne od ponad 85 lat – dla praktycznie wszystkich obszarów zastosowań i sektorów. Firma FUCHS to synonim obietnicy: technologia, która się opłaca.