Hybrid rullande lager i satelliten på ett 7-årigt Merkur-uppdrag

GLEIT- + WÄLZLAGER

Detaljer: Släppt: 21.03.2019; Senast uppdaterad: 09.04.2023; Träffar: 4995

På 20. Oktober 2018 vid 03: 45 CEST lanserade rymdskeppet med fyra delar Bepi Colombo i Ariane 5 lanserar fordon hennes resa till Merkurius. Också ombord: rullande av Minebea Mitsumi Dotterbolag Cerobear. Lanseringen av rymduppdraget ägde rum i Kourou (Franska Guyana).

Uppdraget är ett samarbete mellan den japanska rymdorganisationen JAXA (Japanese Aerospace Exploration Agency) och ESA (European Space Agency). Rymdskeppet, uppkallat efter den italienska matematikern Giuseppe Colombo, förväntas vara igång i sju år.

Med en diameter på 4.878 km är Merkurius det minsta och minst utforskade planet i vårt solsystem. Detta beror på de ogästvänliga förhållandena för rymdsonder i Merkurius och därmed nära solen. Solstrålningen i kvicksilvers bana är ungefär tio gånger högre än på jorden. Och de långa kvicksilverdagarna och nätterna spelar också roll: Förändringen mellan dag och natt varar på Merkurius 176 dagar, varför temperaturen på den soliga sidan med ungefär 430 ° C extremt hög och på den mörka sidan med minus 180 ° C extrem är låg. På grund av de höga termiska belastningarna måste alla enheter och komponenter uppfylla speciella krav för värmebehandling.

Med Bepi Colombo är Mariner 10 och Messenger Orbiter det tredje rymdskeppet på Mercury Expeditionen. De deltagande forskarna förväntar sig en omfattande beskrivning av planetens egenskaper och Mercury historia. En av de två satelliterna, som kommer att skilja sig från sonden vid målet, kommer att undersöka ytan, den andra magnetfältet.

Enligt beräkningar borde Bepi Colombo nå målet i december 2025. På vägen måste nio "swing-by-maneuvers" genomföras. Rymdsonden passerar en gång jorden i april 2020, sedan två gånger Venus och sex gånger själva Merkurius. Dessa manövrer används för att bromsa ner, så att den tunga sonden 4,1 t inte kraschar in i solsystemets inre.

Rullande lager i satelliten

De rullande lagren används i det aktuella Mercury-uppdraget, bland annat i MPO (Mercury Planetary Orbiter), Solar Array Drive Mechanism, dvs. i satelliten, som ska utforska ytan. På grund av den långa resan och de extrema förhållandena ställs speciella krav på rullningslagren: efter sju års stillastående måste lagren fungera perfekt och motstå de höga temperatursvingningarna i Mercury-bana. Därför använder detta uppdrag hybridlager där ringarna är gjorda av stål och kulorna av kiselnitrid. Detta är det enda sättet att säkerställa att start och lång resa, även utan smörjmedel, inte leder till kallsvetsning mellan ringar och bollar.

Cerobears historia inom flygindustrin började i början av 2000 med den första flygningen av keramiska cylindriska rullar i lagren på rymdfärjans pumpar för flytande väte. De keramiska valsarna arbetade vid 36.200 1 rpm vid temperaturer på minus 250 °C och var endast fyllda med vätska väte smord. Användningen av Cerobear rullande element förbättrade motorernas serviceintervall med en faktor 12, samtidigt som nyttolasten ökade med 9%. Underhållstiderna mellan uppdragen har reducerats från 1000 timmar till mindre än 50 timmar.

Vid rymdapplikationer måste lagren skräddarsys och inställas under en lång livslängd med högsta noggrannhet och låg friktion. Låghastighetslager som vanligtvis används i rymdmekanismer har rymdeffektiva material och beläggningar tillgängliga. Nya rullande stål och keramik används för de extrema kraven.