不仅是润滑油,更是流动的科技。

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惊人壮举:嘉实多对火星的新发现

“洞察号”着陆器在火星表面的配置。图片由美国宇航局/JPL-CALTECH/LOCKHEED MARTIN 提供
美国宇航局的最新探测器于 2018 年 11 月 26 日登陆火星。各项精密仪器正在对这颗红色星球进行第一次彻底勘察。为了让所有这些高科技部件在外太空顺利运行,美国宇航局再次选择嘉实多的专业润滑油系列

 

嘉实多几十年来一直为地球上的汽车和发动机提供润滑油。一个不太为人所知的事实是,自上世纪 60 年代以来,嘉实多还为美国宇航局太空项目的机械提供润滑油。为了探索太阳系,美国宇航局选择嘉实多 Braycote 系列完成阿波罗登月任务、哈勃太空望远镜、众多卫星、国际空间站、之前的火星探测器(包括 2012 年登月的“好奇号”)以及大多数宇航服。

现在,美国宇航局再次选择嘉实多来完成最新的火星任务。火星“洞察号”着陆器于 5 月 5 日从加利福尼亚发射升空,开始了 3.01 亿英里(或 4.85 亿公里)的旅程,着陆地点是火星赤道上一块名为“极乐空间”的普通熔岩平原。 嘉实多的产品使科学仪器在极端环境中正常运转,任何技术故障都可能意味着任务失败。

嘉实多润滑油自 20 世纪 60 年代以来一直用于美国宇航局的项目和设备

这个任务的目的是什么?

“洞察号”任务派遣一个机器人探测器前往火星,勘察火星的“内部空间”:地壳、地幔和地核。通过研究内部结构和地质学,美国宇航局试图解开有关 40 多亿年前太阳系内部岩石行星形成的重要问题。

 

你知道吗?

 

洞察号:该任务的名称是使用地震调查、测地学和热传输进行内部勘探的简称。

 

着陆器的先进技术将使美国宇航局能够调查地表下发生了什么。他们将寻找形成所谓类地行星过程的“指纹”:水星、金星、地球和火星。

 

着陆器的高科技设备正在测量 火星内部的大小、结构和温度。此外,它还在测量如今火星的地质构造有多活跃。着陆器正在测量内部地震活动的强度和频率(被称为“火星震”)以及陨石撞击火星表面的频率。

 

太空润滑油需要具备什么特质?

更弱的重力、极端的温度以及人类无法简单地“修复”故障部件等等,这些都让火星成为对润滑油不利的环境。每一个嘉实多产品都必须适合任务的用途、环境和持续时间。对于美国宇航局的任务,嘉实多的产品必须特别耐久。

嘉实多的业务发展经理 Keith Campbel 对太空对润滑油制造商提出的挑战略知一二,因为他曾与美国宇航局合作完成一些任务。“你是不可能把设备带到室内,然后进行维护的,”Campbell 说道,“所以美国宇航局想使用一种高度可靠的润滑油。” 

 

14 年后的今天还在漫游……

 

嘉实多至今一直参与火星任务。事实上,火星“机遇号”火星车在 14 年后仍然在火星上漫游。它的设计初衷只是执行一项持续 90 天的任务,但现在它比地球以外任何其他人造物体在地面上行走都要远。

 

每当金属部件相互摩擦时,就会产生磨损–这可能导致部件退化,最终完全停机。火星偏僻荒凉,在为任务选择润滑油时,耐久性是关键。

 

火星上剧烈的温度波动也带来了一些问题;嘉实多的润滑油需要在极端环境下工作。至关重要的是,随着温度的变化,润滑油需要限制“释气”(或释放蒸汽)。蒸汽会导致润滑油中所有油的损失,这意味着性能下降,并在附近表面形成冷凝,从而可能污染敏感仪器或周围环境。

2018 年 5 月 4 日,搭载美国宇航局“洞察号”宇宙飞船的阿特拉斯 V 型火箭在加利福尼亚州范登堡空军基地升空。图片由美国宇航局/BILL INGALLS 提供

加州首开先例

 

火星“洞察号”是第一个从加利福尼亚州范登堡空军基地升空的任务。大多数太空任务都是从美国宇航局位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心升空,向东飞行。这是因为向东发射可以借助地球向东旋转的动量,增加运载火箭自身的推力。但是,“洞察号”的火箭足够强大,可以从加利福尼亚向南飞。范登堡基地今年还有很多发射余裕。

Campbell 将“释气”过程比作“就像如果盖子没有合好,油漆会干掉一样。同样的事情也会发生在真空中”。如果在太空中发生释气,润滑油可能会变干,不能有效地发挥作用。

 

“我们认为良好的太空润滑油应能在非常非常低的温度下工作,也能在较暖的条件下工作,并且在较暖的温度下产生非常少的释气。”Campbell 说道。

 

但是,在太空中运行所带来的挑战并不仅仅限于克服温度波动。Campbell 说,润滑油在接触火箭推进剂、气体和其他化学物质时必须不发生反应。这些润滑油在恶劣的太空环境中不能有一点的性能下降。

 

“通过我们的产品,低温性能和低释气两大目标均可实现,” Campbell 说道。“这给了我们竞争优势。”

火星“洞察号”–如何工作

火星“洞察号”着陆器配备先进的科学 设备来进行研究。着陆器搭载了带有运动部件的设备, 包括轴承、直线滑块和齿轮。嘉实多 产品使这些组件在火星恶劣的环境中持续工作。

  • 测量火星的脉冲:地震仪

“洞察号”的地震仪 SEIS(或内部结构地震试验) 是一种蘑菇形状的仪器,安装在火星的 表面上。它用于测量火星的“脉冲”,测量 从火星地震到陨石撞击的地震振动。这样做的目的是深入了解 地表下发生了什么。SEIS 还配备了 传感器,用来测量风力、压力、温度和 磁场。美国宇航局希望利用 SEIS 的测量数据, 了解最初形成太阳系岩石行星的物质。 SEIS 甚至可以发现火星上是否有液态水。

嘉实多 Braycote 润滑油保持美国宇航局“洞察号”着陆器的各个零件在火星上持续工作
  • 测量火星的温度:热流和物理性质探测器

热流和物理性质探测器或 HP3,像“鼹鼠”一样,会钻到地下 5 米(16 英尺)。它埋得比以往任何测量火星中心热量以及有多少热量流向火星外层的设备都要深。这些测量结果将有助于美国宇航局确定火星是否由与地球和月球相同的物质构成,并可能有助于了解火星本身是如何形成的。

  • 搬运工:机械臂

着陆器上没有宇航员可以将设备搬到火星表面上。因此“洞察号”使用“设备部署机械臂”卸载 SEIS 和 HP3 探测器。长 2.4 米(7.8 英尺),机械臂有四个马达来连接肩膀、肘部和手腕的关节。安装在机械臂上的摄像头将帮助美国宇航局的科学家看到他们的操作。机械臂还配有一个有 5 个机械手指的抓斗,用于抓取每个硬件。