Наука развивается эволюционно. В 1610 г. Галилей с помощью своего телескопа развеял общее убеждение о том, что большая часть небесных тел вращается вокруг Земли. Современные астрономы используют телескопы на орбите, чтобы лучше понять процесс образования планет, черных дыр и темной материи. Космический телескоп «Хаббл» позволил открыть тот факт, что вселенная содержит около двух триллионов галактик — в 10 раз больше, чем прогнозировалось до этого.
Эти открытия порождают еще больше вопросов. Ответ на них требует более пристального взгляда на космос и с большей четкостью, чем ранее. Теперь это стало возможно благодаря телескопу имени Джеймса Уэбба, самого мощного телескопа за всю историю.
Когда NASA запустит телескоп Уэбба в декабре, на телескопе будет использоваться технология Timken для поддержки успешной миссии. Это самый последний пример того, как богатый опыт Timken в разработке подшипников помогает в освоении космоса, а также расширении знаний ученых о Вселенной.
«Заказчики поверили нашему опыту в разработке подшипников, что он поможет им в освоении космоса, совершении открытий о Вселенной и даже с отслеживанием и прогнозированием погоды».
Подшипники помогают в обеспечении безопасности и связи
Scott Lafalam, специалист по прикладным разработкам Timken, начал работу с подрядчиком NASA с разработки конструкции шариковых подшипников и материалов для телескопа 12 лет назад. Он отмечает, что требования заказчика были жесткими, но типичными для космического полета.
«Подшипники должны демонстрировать исключительную работу в космическом пространстве, — говорит он. Ведь обслуживание или замена подшипника, когда он находится на орбите на расстоянии миллионов километров, просто невозможны».
Технологии подшипников Timken поддерживают работу двух критически важных систем телескопа Уэбба: механизмов, которые фиксируют основные компоненты космического телескопа перед развертыванием, и передающую антенну, обеспечивающую связь с Землей.
Во время полета в глубокий космос, фиксирующие замковые механизмы с шариковыми подшипниками Timken® будут обеспечивать развертывание стрел, на которых крепятся пятиуровневая солнцезащитная бленда телескопа, напоминающая воздушного змея, которая удерживает его в сложенном состоянии как цветок оригами. Во время развертывания фиксаторы открываются и освобождают солнцезащитную бленду, чтобы блокировать свет и тепло, мешающие работе чувствительным приборам телескопа.
«Это означает очень большие нагрузки и очень низкие рабочие температуры для наших шариковых подшипников, — говорит Lafalam. Мы создали уникальное решение, содержащее профили специальной конструкции, а также смазочное покрытие в виде сухой пленки».
Подшипники Timken установлены в двухосевом карданном подвесе, который удерживает передающую антенну. Одна пара нагруженных подшипников входит во входную часть конструкции. Выходная сторона включает вторую пару подшипников и радиальный подшипник. Обе системы работают вместе и обеспечивают позиционирование антенны для постоянной двусторонней передачи данных между орбитальным телескопом и учеными, находящимися на Земле. Все подшипники карданного подвеса ранее использовались в космосе.
Когда NASA запустит телескоп Уэбба в декабре 2021 г., на телескопе будет использоваться технология Timken для поддержки успешной миссии. Это недавний пример того, как опыт компании Timken в разработке подшипников помогает в освоении дальнего космоса и расширяет знания ученых о Вселенной.
Видео предоставлено NASA Goddard
Экспертные знания в основе космического полета
Lafalam с коллегами представляет последнее поколение экспертов в области космических подшипников Timken, которые используют знания, полученные еще в ходе первых полетов для освоения космического пространства.
Компания Timken существовала еще до того, как братья Райт совершили свой революционный полет, и с тех пор сыграла важную роль в развитии авиационных технологий.
Что касается космических полетов, инженеры компании разработали самые разные решения для космических миссий NASA с 1958 г. Разрезные шариковые подшипники Timken для датчиков горизонта помогли первым астронавтам удерживать курс экспериментального космического корабля. После высадки Нейла Армстронга и «База» Олдрина на Луне, гироскоп с подшипниками Timken помог их модулю для исследования поверхности Луны добраться обратно на основной корабль, чтобы они смогли вернуться домой.
«Подшипники должны были исключительно работать в космическом пространстве. Ведь их будет невозможно обслуживать или менять, когда они будут на орбите за миллион километров от Земли».
Когда астронавты NASA в 2009 г. совершили выход в открытый космос, чтобы выполнить сложный ремонт на космическом телескопе «Хаббл», они использовали мини-электроинструменты со специальными высокоточными шариковыми подшипниками тонкого сечения Timken, способными выдерживать экстремальные рабочие температуры и состояние вакуума в космосе.
Lafalam отмечает, что высочайшее качество, надежность уровня критически важных систем и отличная инженерная поддержка — это еще не все. «Заказчики поверили нашему опыту в разработке подшипников, что он поможет им в освоении космоса, совершении открытий о Вселенной и даже с отслеживанием и прогнозированием погоды, — говорит он. И в это легко поверить, поскольку мы занимаемся этим каждый день».