FUCHS i rummet

Rumindustrien ser meget anderledes ud i dag end for bare ti år siden. Den tid, hvor rumekspeditioner kun var statsligt finansierede, er forbi. I dag konkurrerer private virksomheder, både inden for og uden for rumindustrien, om at udforske det ukendte med både store og små satellitter og rumfartøjer. Med flere aktører, flere opgaver og store konstellationer af satellitter vil behovet for innovative smøreolier til anvendelse i rummet blive stadig større.

Efter erhvervelsen af Nye Lubricants i 2020 findes der nu FUCHS-produkter både her nede på jorden og ude i rummet. I mere end 65 år har Nye Lubricants samarbejdet med ledende rumfartsorganisationer for at udvikle nye revolutionerende smøreolieløsninger. I februar 2021 landede det ubemandede landingsfartøj Mars Perseverance Rover på Mars og sammen med det også en barrierefilm fra Nye Lubricants. Nyes smøreolier til rummet har rødder langt tilbage i tiden – allerede i 1963 blev de anvendt i rummet første gang på Mercury Mission. Nyes produkter har spillet en vigtig rolle i at beskytte komponenter på den internationale rumstation GOES-R Series Satellites og på James Webb Telescope, som blev sendt op den 25. december 2021.

Smøreolie til anvendelse i rummet vælges ofte for at forlænge komponenternes levetid, beskytte optikken, forbedre styringen af bevægelser og forhindre kontaminering. At finde frem til smøreolieformuleringer, som kan klare alt dette i dette hårde miljø, er ikke nogen let opgave.

Nyes udviklingsingeniører skal virkelig forstå, hvordan applikationer fungerer i rummet, og hvordan smøreoliens ydeevne påvirkes i det krævende miljø. ”Ekstreme temperaturer, vakuum, lav udgasning, lav partikelgenerering og lang levetid er egenskaber, som skal tages med i overvejelserne, når man formulerer en smøreolie til rummet, for at sikre at alle komponenter fungerer driftssikkert i hele brugstiden”, udtaler Dr Jason Galary, Nyes chef for forskning, udvikling og innovation. Til forskel fra en bil kan en satellit nemlig ikke sendes til service, hvis en komponent ikke virker, som den skal. Ved opgaver i rummet, som koster hundredvis af millioner – eller endda milliarder – dollars, er der ingen plads til fejltagelser. Dette indebærer, at alle materialer, der anvendes, inklusive smøreolier, skal valideres, for at sikre at de fungerer pålideligt i hele applikationens levetid.

Nyes laboratorium Vacuum Aerospace and Semiconductor Test Laboratory (VAST) åbnede i 2019 og tilbyder et ekstremt kontrolleret miljø specielt fremstillet til formulering og validering af smøreolie, som skal anvendes i vakuum. ”En af Nyes konkurrencefordele er, at vi kan efterligne rummets vakuum i vores specialbyggede testkamre” fortæller Dr. Galary. I VAST-laboratoriets specialkonstruerede testudstyr udsættes smøreolie og komponenter for ekstreme forhold, som svarer til forholdene i rummet. I visse testopstillinger som f.eks. Nyes Spiral Orbit Tribometer (SOT) kan man også teste kundernes egne komponenter for at simulere, hvordan smøreolien kommer til at fungere i en specifik applikation.

SOT-testopstillingen blev bygget med udgangspunkt i en tribometrimetode, som er udviklet ved NASA-Glenn Research Center. Ved hjælp af SOT-testopstillingen kan ingeniørerne forudsige den relative levetid for en smøreolie baseret på antallet af omløbsbaner under et vist friktionsniveau. Testen simulerer et trykleje, og resultatet giver en indikation af, hvor meget smøreolie, der bruges, samt smøreoliens nedbrydning og levetid. Da testene udføres i ultrahøjt vakuum, og det er muligt at variere de materialer, som kommer i kontakt med hinanden, kan SOT-testopstillingen give en masse informationer om smøreoliers ydeevne, som er afgørende for, om opgaven kan løses. 

Den viden, man får, når smøreolie anvendes i rummet, kan også være til nytte ved udvikling af smøreolie til halvledere. Udgasning og partikeludvikling kan også være et problem ved fremstilling af halvledere, da det kan forurene præcisionskomponenter og indvirke negativt på produktkvalitet og ydeevne. Her kræves derfor smøreolier, som er rene, har lav udgasning og tåler vakuum.

I filmen ”Lubricants in Space” vises eksempler på smøreolier, som er fremstillet specielt til anvendelse under de ekstreme forhold, som forefindes i rummet.

Hvis optikken i fartøjet ikke fungerer optimalt, kan både opgaven og mange års hårdt arbejde være i fare. Da NASAs ingeniører konstruerede Mars Curiosity Rover var de urolige for, om smøreolien i lejerne tæt på mastkameraet ville migrere efter noget tid i rummet. Migrering presser smøreolien væk fra lejet, hvilket fremskynder slitage, så kameraets bevægelsesområde til slut begrænses. For at beskytte optikken havde NASA derfor brug for at finde et produkt, som modvirker migrering af smøreolien. Produktet skulle fungere pålideligt ved ekstremt lave temperaturer uden at udgasses. Når et produkt udgasses, kan det kondenserede materiale nemlig forårsage dug på kameralinsen. ”Vores NyeBar® barrierefilm forhindrede med stor succes oliekrybning og korrosion på Mars Curiosity Rover. Produktet var faktisk så effektivt, at NASA bestemte sig for også at anvende det i sin Mars Perseverance Rover,” fortæller Dr. Galary.