Dnešní vesmírný průmysl je zcela odlišný od toho, jaký byl před pouhými deseti lety. Pryč jsou doby, kdy se průzkum vesmíru omezoval na mise financované vládami.
Dnes soukromé společnosti v leteckém a kosmickém průmyslu i mimo něj spěchají prozkoumat velké neznámé velkými i malými satelity a kosmickými loděmi. S přibývajícími hráči, více misemi a velkými konstelacemi satelitů bude nadále růst potřeba inovativních vesmírných maziv.
V roce 2020 se ke globální skupině FUCHS připojila společnost Nye Lubricants, která se již více než šest desetiletí specializuje na vývoj a výrobu maziv pro použití ve vesmíru. Zařazení této značky do schválených produktů se značkou FUCHS otevřelo nové cesty růstu. Ale už mimo domovskou planetu.
Někdo se zeptá: co mají maziva společného s vesmírnými technologiemi? Ukazuje se, že hodně. Jak stroje, tak roboti zkoumající neznámé mimozemské oblasti musí fungovat spolehlivě, stejně jako zařízení v “obyčejném” průmyslu. Na druhou stranu ve výše uvedeném případě jsou provozní podmínky mnohem obtížnější a staví maziva před zcela nové výzvy.
Maziva pro vesmírné aplikace musí nejen prodloužovat životnost součástí, ale také chránit optické součásti, zamezit znečištění a zajistit správné řízení pohybu. Formulovat maziva, která splňují všechna tato kritéria, v kombinaci s extrémně náročnými podmínkami ve vesmíru, je skutečná výzva.
Jsou však hráči, pro které jsou takové výzvy pobídkou k postupu vpřed. Jednou z nich je společnost Nye Lubricants, která vstoupila do globální skupiny FUCHS v roce 2020. Tato značka s tradicemi se již zúčastnila četných vesmírných misí. Nye již více než 65 let spolupracuje s předními kosmickými organizacemi na vývoji nejmodernějších formulací maziv, která jsou později používána v zařízeních vyslaných do vesmíru. Maziva Nye byla poprvé použita na misi Mercury v roce 1963.
Dnes produkty této značky hrají klíčovou roli při ochraně součástí Mezinárodní vesmírné stanice, družic řady GOES-R a teleskopu Jamese Webba. A Mars Perseverance Rover a Curiosity Rover používají produkt nazvaný NyeBar® Barrier Film, aby zabránil migraci ložiskového maziva v kameře stožáru roveru. Bariérový film NyeBar® eliminuje riziko vytlačení maziva z ložiska, což by urychlilo jeho opotřebení a v konečném důsledku vedlo ke snížení rozsahu pohybu kamery, dále by také ohrozilo veškerou optiku, která by se mohla kontaminovat.
Aby lidská bytost přežila na cizí planetě, potřebuje speciální oblečení a řadu pomocných technologií. Proč tedy předpokládat, že stroje nevyžadují totéž? Ty sice nepotřebují dýchat a často váží mnohem víc než lidé, ale přece jen podmínky ve vesmíru jsou těžké pro všechny a všechno.
Vlastnosti, které je třeba vzít v úvahu při formulování maziva pro použití ve vesmíru a pro zajištění spolehlivého výkonu součástí po celou dobu jejich životnosti, jsou:
– odolnost vůči extrémním teplotám,
– provoz ve vakuu,
– nízká tvorba těkavých částic,
– nízké odplynování,
– předpokládaná dlouhá životnost.
V kosmickém průmyslu, stejně jako v každém jiném, záleží na spolehlivosti. Na rozdíl od průmyslových strojů nebo automobilů, které lze poslat do servisu, zde však není prostor pro chyby nebo poruchy v kosmickém zařízení. Nejen, že je často nemožné poruchy opravit, ale ony také generují vážné finanční ztráty, často v hodnotě miliard dolarů. Právě kvůli ceně vesmírných misí musí vybraný produkt projít řadou testů a poskytnout záruku spolehlivosti.
“Při formulování vesmírného maziva musíte zajistit, aby součásti fungovaly spolehlivě po celou dobu životnosti aplikace.”
DR. JASON GALARY, ŘEDITEL VÝZKUMU, VÝVOJE A INOVACE ve společnosti NYE
Technologie pozemské výroby jsou již dobře známé a samotné testování navržených řešení zahrnuje známé výrobní postupy a normy. Problém nastává, když je potřeba v našich pozemských podmínkách otestovat, co má fungovat v extrémně odlišných “vesmírných” provozních podmínkách. Jak předpovídat chování mazané součásti na Marsu, když se experiment provádí na Zemi?
Technologové společnosti NYE mají odpověď i na tuto otázku. Ve vlastní laboratoři Vacuum Aerospace and Semiconductor Test Laboratory (VAST), založené v roce 2019, jsou maziva pro vakuové aplikace formulována a ověřována v kontrolovaném prostředí. Vše se děje ve speciálních komorách navržených a vyrobených inženýry NYE, které žádná konkurenční firma nemá. Jedná se o jeden z dalších odlišujících prvků společnosti. Díky jedinečnému zkušebnímu zařízení je možné vystavit maziva a součásti extrémním podmínkám, které se podobají podmínkám ve vesmíru.
Další zkušební zařízení, jako je Nye’s Spiral Orbit Tribometer (SOT), postavené na metodě tribometrie vyvinuté v NASA-Glenn Research Center, může testovat komponenty dodané zákazníkem simulací chování maziva v konkrétní aplikaci. Pomocí SOT mohou inženýři předpovídat relativní životnost maziva na základě počtu oběhových cyklů pod určitou úrovní tření. Tato zkouška simuluje axiální ložisko a poskytuje výsledky, které ukazují opotřebení maziva, rychlost degradace a životnost.
Stále patříte mezi nevěřící a nejste si jisti, zda navrhovaná řešení ve vesmíru skutečně fungují? Pokud ano, připravili jsme pro vás malou případovou studii a ne ledajakou, protože se týká mise NASA Mars Curiosity Rover.
Při navrhování slavného “Mars Roveru” se NASA obávala, že jejich ložiskové plastické mazivo, umístěné v blízkosti kamery na stožáru, po nějaké době migruje. Tento proces by mohl vytlačit mazivo z povrchu ložiska a způsobit zrychlené opotřebení, ale také omezit rozsah pohybu. Aby NASA neohrozila misi, musela najít produkt, který by fenoménu migrace v prostředí vesmírného vakua zabránil. Kromě toho mezi požadavky patřil spolehlivý provoz při extrémně nízkých teplotách bez odplynování, včetně emisí těkavých částic, které by kondenzovaly a zamlžovaly čočku fotoaparátu.
Tyto potřeby byly více než splněny. Ukázalo se, že inovativní NyeBar® Barrier Film, speciální bariérová vrstva, účinně kontrolovala migraci oleje a zabraňovala korozi v obou modelech Mars Curiosity Rover. Produkt byl navíc tak účinný, že se ho NASA rozhodla použít i na projektu Mars Perseverance Rover.
Gus Flaherty (left) and Dr. Jason Galary (right) lead Nye’s efforts to develop lubricants for space applications
Nye Lubricants headquarters in Fairhaven, Massachusetss, USA.
Větší a menší satelity a kosmické lodě se staly stálicemi ve vesmíru. S rostoucím počtem misí a vesmírným průmyslem, který neustále roste a nabývá na významu, poptávka po inovativních mazivech pro takové specifické požadavky neustále roste. A přesně na tuto speciální oblast se zaměřujeme.
Společnost Nye Lubricants, i když je ve skupině FUCHS nová, je synonymem kvality v průmyslu maziv již více než 175 let. Je to značka s působivými tradicemi a stejně působivým vesmírným know-how.
Nye přináší specifické inženýrské odborné znalosti a designový partnerský přístup do vztahu se zákazníkem, který je jedinečný. Akvizice a tým Nye výrazně zvýší naši odbornost v oblasti výzkumu, vývoje a inženýrství a zároveň využije dodavatelský řetězec FUCHS a přítomnost na trhu k uspokojení nových potřeb zákazníků.
Keith Brewer, generální ředitel FUCHS Lubricants CO. (USA)
“S Nye mají nyní zákazníci skupiny FUCHS po celém světě přístup k široké škále speciálních maziv, protože společnosti obsluhují mnoho stejných průmyslových odvětví, tržních segmentů a zákazníků, ale v různých oblastech použití. V automobilovém průmyslu je OEM podnikání FUCHS primárně ‘first-fill’ a ‘Genuine Brand’ (soukromá značka) pro produkty, jako je motorový olej, převodový olej, tlumičová kapalina a také plastická maziva. Nye doplňuje sortiment FUCHS nabídkou produktů „Lube-for-Life“. Tato maziva jsou kritické konstrukční součásti, které umožňují funkčnost produktu zákazníka bez nutnosti domazávání po dobu životnosti produktu.”
George Mock, prezident Nye Lubricants
