Équiper le télescope le plus puissant jamais construit

La science est une évolution. Galilée a utilisé son télescope en 1610 pour aider à réfuter la croyance commune de l’époque selon laquelle la plupart des objets célestes tournaient autour de la Terre. Les astronomes modernes utilisent des télescopes en orbite pour mieux comprendre les formations planétaires, les trous noirs et la matière noire. Le télescope spatial Hubble a révélé que l’univers compte environ deux billions de galaxies, soit 10 fois plus que prévu.

Ces découvertes soulèvent d’autres questions. Y répondre, c’est regarder dans l’espace de plus près et avec plus de clarté que jamais. C’est désormais possible avec le télescope James Webb, le télescope le plus puissant jamais construit.

Lorsque la NASA lancera Webb en décembre, le télescope aura à bord la technologie Timken pour soutenir une mission réussie. C’est le dernier exemple de la façon dont l’expertise en roulements de Timken fait progresser l’exploration de l’espace lointain et la connaissance de l’univers par les scientifiques.

« Notre expertise en matière de roulements a été utilisée pour aider les clients à explorer l’espace, à faire des découvertes sur l’univers et même à suivre et à prévoir la météo. »

Les roulements contribuent à sécuriser et à communiquer

Scott Lafalam, spécialiste de l’ingénierie d’application chez Timken, a commencé à travailler avec un entrepreneur de la NASA sur la conception et les matériaux des roulements à billes pour le télescope il y a 12 ans. Il dit que leurs exigences étaient strictes, mais typiques des vols spatiaux.

« Les roulements devaient être capables de performances exceptionnelles dans un environnement spatial », dit-il. « Après tout, vous ne pouvez pas entretenir ou remplacer un roulement une fois qu’il est en orbite à un million de kilomètres de distance. »

La technologie des roulements Timken prend en charge deux systèmes essentiels du télescope Webb : les mécanismes qui sécurisent les composants clés du télescope spatial avant le déploiement et l’antenne de liaison descendante qui rendra la communication possible.

Pendant le voyage dans l’espace lointain, des mécanismes de verrouillage dotés de roulements à billes Timken^® sécuriseront les flèches de déploiement soutenant le pare-soleil à cinq couches en forme de cerf-volant du télescope, le maintenant replié comme une fleur d’origami. Pendant le déploiement, les loquets s’ouvriront et libèreront le pare-soleil pour empêcher la lumière et la chaleur d’interférer avec l’instrumentation sensible du télescope.

« Cela signifie des charges très élevées et des températures de fonctionnement extrêmement basses pour nos roulements à billes », explique M. Lafalam. « Nous avons créé une solution personnalisée qui présente des profils de conception spéciaux et un revêtement lubrifiant à film sec. »

Les roulements Timken se trouvent dans l’ensemble cardan biaxial qui supporte l’antenne de liaison descendante. Une paire de roulements préchargés fait partie du côté entrée de l’ensemble. Le côté sortie comprend une deuxième paire de roulements et un roulement radial. Les deux systèmes fonctionnent ensemble pour positionner l’antenne pour une transmission de données bidirectionnelle constante entre le télescope en orbite et les scientifiques sur terre. Tous les roulements de l’ensemble de cardan ont un héritage antérieur dans les applications spatiales.

Lorsque la NASA lancera Webb en décembre 2021, le télescope aura à bord la technologie Timken pour soutenir une mission réussie. C’est le dernier exemple de la façon dont l’expertise des roulements de Timken fait progresser l’exploration de l’espace lointain et la connaissance de l’univers par les scientifiques.

Vidéo avec l’aimable autorisation de la NASA Goddard

Une expertise remontant aux origines du vol (spatial)

M. Lafalam et ses collègues sont la dernière génération d’experts en roulements aérospatiaux de Timken qui s’appuient sur des connaissances qui remontent aux premiers vols et à l’exploration spatiale.

Timken existe depuis avant que les frères Wright n’effectuent leur vol révolutionnaire et a joué un rôle dans l’évolution de la technologie aéronautique depuis.

En ce qui concerne les missions spatiales, les ingénieurs de l’entreprise ont développé diverses solutions pour les missions de la NASA depuis 1958. Les roulements à billes en deux parties Timken pour les capteurs d’horizon ont aidé les premiers astronautes à maintenir le cap des vaisseaux spatiaux expérimentaux. Après que Neil Armstrong et « Buzz » Aldrin aient marché sur la lune, un gyroscope équipé de Timken a guidé leur module d’exploration lunaire jusqu’au vaisseau-mère afin qu’ils puissent rentrer chez eux.

« Les roulements devaient être capables de performances exceptionnelles dans un environnement spatial. Après tout, vous ne pouvez pas entretenir ou remplacer un roulement une fois qu’il est en orbite à un million de kilomètres de distance. »

Lorsque les astronautes de la NASA se sont lancés dans une sortie dans l’espace en 2009 pour effectuer des réparations délicates sur le télescope spatial Hubble, ils ont utilisé des mini-outils électriques avec des roulements à billes de précision à section mince personnalisés Timken capables de résister aux températures de fonctionnement extrêmes et au vide de l’espace.

M. Lafalam note qu’une qualité ultra-haute, une fiabilité critique et une assistance technique exceptionnelle ne sont qu’une partie du travail. « On a fait confiance à notre expertise en matière de roulements pour aider les clients à explorer l’espace, à faire des découvertes sur l’univers et même à suivre et à prévoir le temps », dit-il. « Nous faisons ce travail tous les jours, il est donc facile de le tenir pour acquis. »

À l’approche du lancement, l’importance du travail – l’impact potentiel des découvertes imminentes – est indéniable.

Le rover Persévérance de la NASA a récemment capturé une vidéo montrant qu’un vol en hélicoptère est possible sur Mars. Pendant ce temps, le rover Curiosity a collecté des données sur les risques pour la santé auxquels les humains seraient confrontés. Lire comment Timken a activé les rovers pour faire de nouvelles découvertes sur la planète rouge.

Published: 2021/12/14