Falhar não é uma opção Engenheiros da Timken projetam os rolamentos para o próximo Mars rover.

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Falhar não é uma opção Engenheiros da Timken projetam os rolamentos para o próximo Mars rover.

Em 2021, um novo rover aterrissará em Marte com a missão de procurar sinais de vida microbiana primitiva. Quando esse dia chegar, o engenheiro sênior de aplicações da Timken, John Renaud, poderá fazer um gesto de comemoração e exclamar “Isso aí!” Afinal, os rolamentos do freio de descida que baixa o rover à superfície foram um projeto dele.

Porém, Renaud diz que projetar os rolamentos há dois anos foi algo cotidiano do trabalho dele. Seu chefe, o engenheiro chefe do setor aeroespacial John Lowry, esclarece. “John é especialista em viagens espaciais”, diz ele. Projetar rolamentos de precisão para aplicações como os Mars rovers faz parte do trabalho.

O rover Curiosity, que atualmente está em atividade, também utilizou rolamentos da Timken na descida ao planeta, como os outros dois rovers anteriores, Spirit e Opportunity. O Curiosity também tem rolamentos da Timken no cubo central do seu sistema de carrossel, uma vez que ele gira para posicionar recipientes para coleta de amostra e análise de rochas, solo e atmosfera. Além disso, dois rolamentos de 6,35 mm operam a pequena bomba a vácuo, que auxilia o equipamento de análise do rover.

O valor de um rolamento de 6,35 mm

Pensando bem, Renaud tem razão — esse negócio do Mars rover não é tão surpreendente. Qualquer mecanismo de rotação exige rolamentos, não importa se ele opera no espaço ou na Terra. A Timken produz rolamentos há quase 120 anos, por isso não é de se surpreender que tenhamos alguns em Marte.

O que pode ser surpreendente é o quanto tudo isso depende desses rolamentos. “Um rolamento não é só um rolamento”, diz Renaud. “Variações muito pequenas, de 2,5 mícrons, fatalmente podem determinar se a peça irá funcionar ou falhar”, ele diz.

E falhar não é uma opção. Se uma peça falhar no espaço, não há ninguém para consertá-la, de modo que a missão inteira pode fracassar. No caso do Curiosity, US$ 2,5 bilhões e oito anos de planejamento e desenvolvimento poderiam ter ficado pelo caminho logo após o pouso no planeta vermelho.

Em vez disso, ele deslizou suavemente na planície Aeolis Palus em 6 de agosto de 2012 e está circulando, enviando imagens e análises há seis anos — muito além da vida útil prevista de 23 meses — e entrando para a história com as suas descobertas.

Desafios da aplicação espacial

Como engenheiro de aplicações, Renaud resolve diversos problemas. Projetos de defesa nacional, satélites, sensores e giroscópios de iates já passaram pela mesa dele. Muitas vezes, ele vê apenas os fatores ambientais e as condições de carga — as forças externas que o rolamento precisa suportar. “Recebemos acrônimos ou o nome de um projeto, mas às vezes os projetos são confidenciais”, ele explica. “Do que ele faz parte? Não podemos dizer.”

Quando se trata de aplicações espaciais, há vários fatores envolvidos que possivelmente não sejam tão cruciais em projetos ligados à Terra. Primeiramente, diz Renaud, é preciso levar em consideração o calor extremo, a vibração e aceleração das condições de lançamento.

Geralmente, os engenheiros da Timken executam as condições de carga fornecidas pelo cliente no Syber, software de modelagem patenteado da Timken, “que simula como o rolamento reagirá às informações de carga e avalia as tensões de contato e deflexões do eixo para determinar se haverá algum problema”, ele explica.

Os rolamentos em aplicações espaciais muitas vezes operam em um ambiente a vácuo, que tende a ressecar os objetos. Para lidar com esse problema, os rolamentos do Curiosity foram projetados com uma solução lubrificante especial que mistura graxa e óleo. A emissão de gases também pode ser preocupante no espaço. “Se estivermos trabalhando com um material instável, ele pode contaminar todos os componentes dentro de um satélite, incluindo os instrumentos”, diz Lowry.

Além disso, os rolamentos no espaço precisam ser incrivelmente precisos, especialmente ao apontar e enfocar algo a partir da órbita. Se um rolamento não estiver funcionando perfeitamente, ele pode afetar a capacidade de posicionar um satélite com precisão e pode transmitir vibração ao restante do satélite. Isso significa que ele não conseguirá obter uma imagem clara, para começar.

“Se, em um show, você alguma vez já tiver tentado dar zoom na imagem da câmera, sabe o quanto é difícil ficar com a mão parada para tirar uma foto daquela distância”, diz Lowry. “Imagine isso a uma distância do espaço sideral. A transmissão de vibração quando se tenta apontar um satélite ou enfocar um instrumento para obter dados é essencial. Nesse sentido, os requisitos podem ser extremamente desafiadores.”

Uma cultura que valoriza a colaboração

Renaud trabalha na Timken há 11 anos. Ele começou como engenheiro de produção após se formar em engenharia mecânica pela UMass Lowell. Lowry já está comemorando quase 20 anos de empresa, assumindo o cargo de engenheiro chefe do setor aeroespacial em 2011 após uma trajetória por P&D e gerenciamento de projetos.

“Antes de entrar para o setor aeroespacial, eu trabalhava com rolamentos de energia eólica com diâmetro de 3 m – 3,7 m”, relata Lowry. “Aqui, alguns não passam de 6,35 mm.”

Ambos gostam da diversidade de projetos com os quais trabalham. “Cada dia é diferente”, diz Renaud.

No entanto, trabalhar em programas espaciais bilionários significa que a precisão tem prioridade. A atenção aos detalhes e uma cultura de equipe que enfatize a comunicação aberta são essenciais.

“As pessoas estão aqui para resolver problemas”, diz Lowry. “Elas colaboram de uma forma aberta, honesta e acessível. Para mim, essa é uma das melhores características do trabalho na Timken.”

Timken engineers, John Renaud (left) and John Lowry (right)

Que recomendação eles dão para jovens engenheiros que estão pensando no seu próximo projeto espacial? “Façam muitas perguntas”, diz Lowry. “Sejam uma esponja.”

Atualmente, conta ele, “parte da experiência original no campo começou a ser transferida, e uma geração mais nova está assumindo esses cargos. Os clientes podem depender mais do nosso suporte.”

Renaud concorda. “Aprendam com os seus colegas”, diz ele. “As pessoas que já fazem o trabalho há anos são seu maior recurso.”

Ao mesmo tempo, o setor aeroespacial está evoluindo rapidamente. “Os satélites estão ficando menores e mais baratos”, diz Renaud. “Quando uma empresa envia uma constelação de satélites pequenos relativamente baratos, às vezes é aceitável se alguns falharem.” Isso é algo a que Renaud e a equipe da Timken não estão acostumados.

“É um mundo diferente das viagens espaciais de antes”, diz Lowry. Mas ele está ansioso para enfrentar o desafio. O modelo de experiência e colaboração da Timken, aliado a novas ideias e formas de pensar que a próxima geração apresenta, sem dúvida serão de grande importância para atender às demandas de empresas espaciais menores e mais ágeis.