Ermöglicht das leistungsstärkste Teleskop, das je gebaut wurde

Sachverstand

Ermöglicht das leistungsstärkste Teleskop, das je gebaut wurde

Wissenschaft ist eine Entwicklungsgeschichte. Galileo benutzte sein Teleskop im Jahr 1610, um die weit verbreitete Annahme der Ära zu widerlegen, dass sich die meisten Himmelsobjekte um die Erde drehen. Moderne Astronomen verwenden Teleskope im Orbit, um mehr über Planetenentstehung, Schwarze Löcher und Dunkle Materie zu erfahren. Das Hubble-Weltraumteleskop enthüllte, dass das Universum etwa zwei Billionen Galaxien enthält – zehnmal mehr als zuvor prognostiziert.

Diese Entdeckungen werfen weitere Fragen auf. Sie zu beantworten bedeutet, genauer und klarer in den Weltraum zu blicken als je zuvor. Dies ist jetzt mit dem James-Webb-Teleskop, dem leistungsstärksten Teleskop, das je gebaut wurde, möglich.

Wenn die NASA Webb im Dezember startet, wird das Teleskop Timken-Technologie an Bord haben, um eine erfolgreiche Mission zu unterstützen. Es ist das neueste Beispiel dafür, wie die Lagerexpertise von Timken die Erforschung des Weltraums und die Kenntnisse der Wissenschaftler über das Universum erweitert.


„Unsere Lagerexpertise hilft unseren Kunden, den Weltraum zu erkunden, Entdeckungen über das Universum zu machen und sogar das Wetter zu verfolgen und vorherzusagen.“


Lager unterstützen die Arretierung und die Kommunikation

Scott Lafalam, Timken-Spezialist für Anwendungstechnik, begann vor 12 Jahren mit einem NASA-Auftragnehmer an Kugellagerkonstruktionen und -materialien für das Teleskop zu arbeiten. Ihre Anforderungen waren streng, aber typisch für die Raumfahrt, sagt er.

„Die Lager mussten in einer Weltraumumgebung außergewöhnlich hohe Leistungen erbringen“, erklärt er. „Schließlich kann man ein Lager nicht warten oder ersetzen, wenn es sich eine Million Meilen entfernt im Orbit befindet.“

Timkens Lagertechnologie unterstützt zwei kritische Webb-Teleskopsysteme: Mechanismen, die Schlüsselkomponenten des Weltraumteleskops vor dem Einsatz arretieren, und die Downlink-Antenne, die die Kommunikation ermöglichen wird.

Während der Reise in den Weltraum sichern Verriegelungsmechanismen mit Timken®-Kugellagern die Entfaltungsausleger, die die rautenförmige fünfschichtige Sonnenblende des Teleskops unterstützen und sie wie eine Origami-Blume zusammengeklappt halten. Während der Entfaltung öffnen sich die Riegel und geben die Sonnenblende frei, um zu verhindern, dass Licht und Wärme die empfindlichen Instrumente des Teleskops stören.

„Das bedeutet für unsere Kugellager sehr hohe Belastungen und extrem niedrige Betriebstemperaturen“, so Lafalam. „Wir haben eine maßgeschneiderte Lösung mit speziellen Designprofilen und einer Trockenschmierstoffbeschichtung entwickelt.“

Timken-Lager befinden sich in der biaxialen Kardananordnung, die die Downlink-Antenne unterstützt. Ein vorgespanntes Lagerpaar ist Teil der Antriebsseite der Baugruppe. Die Abtriebsseite umfasst ein zweites Lagerpaar und ein Radiallager. Beide Systeme arbeiten zusammen, um die Antenne für eine konstante Zwei-Wege-Datenübertragung zwischen dem umlaufenden Teleskop und erdgebundenen Wissenschaftlern zu positionieren. Alle Lager der Kardanbaugruppe haben eine Vorgeschichte in Raumfahrtanwendungen.


Wenn die NASA Webb im Dezember 2021 startet, wird das Teleskop Timken-Technologie an Bord haben, um eine erfolgreiche Mission zu unterstützen. Es ist das neueste Beispiel dafür, wie die Lagerexpertise von Timken die Erforschung des Weltraums und die Kenntnisse der Wissenschaftler über das Universum erweitert.
Video mit freundlicher Genehmigung von NASA Goddard

Know-how bis in die Anfänge der Luft- und Raumfahrt

Lafalam und seine Kollegen gehören zur neuesten Generation von Timken Lagerexperten für den Bereich Luft- und Raumfahrt, die auf Kenntnissen aus der frühen Luftfahrt und Weltraumforschung aufbauen.

Timken gab es schon, bevor die Gebrüder Wright ihren bahnbrechenden Flug durchführten, und spielt seither eine Rolle bei der Entwicklung der Flugzeugtechnologie.

Was Weltraummissionen betrifft, entwickeln Firmeningenieure seit 1958 vielfältige Lösungen für NASA-Missionen. Timkens geteilte Kugellager für Horizontsensoren halfen den ersten Astronauten, experimentelle Raumschiffe auf Kurs zu halten. Nachdem Neil Armstrong und „Buzz“ Aldrin den Mond betreten hatten, führte ein mit Timken-Lagern ausgestattetes Gyroskop ihre Mondlandefähre zurück zum Mutterschiff, so dass sie nach Hause zurückkehren konnten.


„Die Lager mussten in einer Weltraumumgebung außergewöhnlich leistungsfähig sein. Schließlich kann man ein Lager nicht warten oder ersetzen, wenn es sich eine Million Meilen entfernt im Orbit befindet.“


Als NASA-Astronauten 2009 einen Weltraumspaziergang unternahmen, um heikle Reparaturen am Hubble-Weltraumteleskop vorzunehmen, verwendeten sie Mini-Elektrowerkzeuge mit maßgeschneiderten Dünnring-Präzisionskugellagern von Timken, die den extremen Betriebstemperaturen und dem Vakuum des Weltraums standhalten konnten.

Lafalam weist darauf hin, dass ultrahohe Qualität, missionskritische Zuverlässigkeit und herausragender technischer Support nur ein Teil des Jobs sind. „Unsere Lagerexpertise hilft Kunden, den Weltraum zu erkunden, Entdeckungen über das Universum zu machen und sogar das Wetter zu verfolgen und vorherzusagen“, sagt er. „Wir machen diese Arbeit jeden Tag, daher ist es leicht, sie als selbstverständlich zu betrachten.“

Mit dem anstehenden Start ist die Bedeutung der Arbeit – die möglichen Auswirkungen bevorstehender Entdeckungen – unverkennbar.


Der Rover „Perseverance” der NASA hat kürzlich ein Video aufgenommen, das zeigt, dass ein Helikopterflug auf dem Mars möglich ist. Der Rover „Curiosity” sammelte unterdessen Daten zu den Gesundheitsrisiken, denen Menschen dort ausgesetzt wären. Lesen Sie, wie Timken Rover befähigt hat, neue Erkenntnisse über den Roten Planeten zu gewinnen.