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Processus et contrôle aujourd’hui | Porter le poids de l’espace : le rôle des micro-appuis dans l’habitation spatiale

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Processus et contrôle aujourd’hui |  Porter le poids de l’espace : le rôle des micro-appuis dans l’habitation spatiale

Alors que la NASA se prépare à son premier alunissage depuis près de 50 ans, l’idée d’une colonisation spatiale se rapproche. Les projections indiquent que les voyages spatiaux commerciaux, le tourisme spatial, les stations spatiales en orbite et les habitats lunaires pourraient devenir une réalité d’ici 2050. Cependant, pour que cela soit possible, la technologie doit résister aux conditions difficiles de l’espace, notamment aux températures extrêmes et aux exigences de propulsion électrique. Ici, Chris Johnson, directeur général de SMB Bearings, discute du rôle essentiel de Roulements de précision En rendant possible l’habitation dans l’espace.

Dans les décennies qui ont suivi le lancement de Spoutnik 1, le premier satellite artificiel lancé dans l’espace par l’Union soviétique en 1957, des astronautes se sont rendus sur la Lune, des sondes robotiques ont exploré le système solaire et des instruments spatiaux ont découvert de nombreuses planètes en orbite autour d’étoiles lointaines. Ces réalisations ont ouvert la voie au prochain pas de géant : l’existence humaine durable au-delà de la Terre.

La NASA a déterminé Les cinq principales techniques Les vaisseaux spatiaux ont besoin de nombreux éléments nécessaires pour survivre dans l’espace lointain. Ces éléments comprennent les systèmes de survie, les technologies de propulsion active, la gestion thermique, la radioprotection et les systèmes de communication et de navigation statiques.

Le choix des bons matériaux pour ces technologies sera crucial pour garantir leur fiabilité. En effet, la mission principale du prochain programme de la NASA est Mission lunaire Artémis 2Le projet devrait être lancé en 2025, dans le but de garantir que tous les systèmes d’engins spatiaux fonctionnent de manière durable dans l’espace lointain. Ces composants comprendront des roulements de précision, qui feront partie intégrante de la sécurité et de la fiabilité des engins spatiaux et des habitats spatiaux.

Applications dans l’espace lointain

Les roulements de précision utilisés dans les applications aérospatiales doivent être conçus pour un fonctionnement à grande vitesse et une fiabilité à long terme, garantissant un fonctionnement fluide des systèmes de propulsion, des trajectoires précises et une utilisation efficace de l’énergie. Après tout, les technologies spatiales sont confrontées à un ensemble de défis qui nécessitent des solutions d’ingénierie précises pour atteindre des performances optimales. Les températures dans l’espace fluctuent entre des températures extrêmement chaudes et extrêmement froides, provoquant la flexion, la fissuration ou la défaillance des matériaux, mettant ainsi en danger l’intégrité des systèmes vitaux.

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De plus, le vide de l’espace contraste fortement avec les conditions sur Terre. Les composants doivent s’adapter à l’absence de pression atmosphérique, ce qui peut entraîner des problèmes tels que le dégazage et la dégradation des matériaux. Des roulements de précision conçus avec des tolérances serrées et des matériaux avancés capables de résister à des changements thermiques extrêmes sont nécessaires, offrant stabilité et fiabilité là où d’autres composants pourraient tomber en panne.

Les rayonnements posent un autre défi majeur. Les rayons cosmiques, les éruptions solaires et autres sources de rayonnement peuvent perturber les appareils électroniques délicats et mettre en danger les objectifs de la mission. Dans cet environnement dangereux, les roulements de précision jouent un rôle crucial dans la protection des équipements sensibles, en fournissant une protection contre les effets nocifs des rayonnements et en maintenant la fonctionnalité des systèmes critiques.

De plus, les exigences des systèmes de propulsion spatiale soulignent l’importance des roulements de précision. Qu’il s’agisse d’alimenter des propulseurs ioniques, des gouvernes de manœuvre ou des panneaux solaires rotatifs, les mécanismes de propulsion s’appuient sur des roulements pour transmettre le mouvement avec un minimum de friction et une efficacité maximale.

Sécurité à bord des vaisseaux spatiaux

Qu’ils soient utilisés dans des mécanismes de survie, des moteurs de propulsion ou des systèmes d’amarrage, la conception de roulements pour les applications spatiales présente un ensemble unique de défis. Les températures extrêmes, allant de la chaleur extrême au froid, mettent à l’épreuve la flexibilité des matériaux jusqu’à leurs limites. Les conditions de vide privent également du luxe du support aérien et nécessitent des composants capables de résister à l’emprise du vide.

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Les roulements destinés aux applications aérospatiales doivent idéalement adhérer à AS9102 Aéronautique et espace Article I Exigences de l’examenLe guide complet comprend les processus de fabrication d’une large gamme de pièces, des petits composants électriques aux grands assemblages structurels, qui sont tous vitaux dans les secteurs de l’aérospatiale et de la défense.

Dans le cadre de la norme AS9100, similaire au système de gestion de la qualité ISO 9001 mais conçue spécifiquement pour l’industrie aérospatiale, ces réglementations strictes imposent des exigences techniques strictes au roulement lui-même.

Portant

Pour les applications sous vide, les roulements ont… acier inoxydable Les anneaux, les billes et le diaphragme ont de faibles propriétés de dégazage. Ces roulements peuvent être associés à des lubrifiants aérospatiaux à très faible dégazage. Il n’est pas recommandé d’utiliser des joints en caoutchouc car ils contamineraient l’aspirateur.

Les revêtements au bisulfure de molybdène (MoS2) jouent également un rôle essentiel dans les performances et la longévité des roulements utilisés dans les applications aérospatiales. Dans le vide de l’espace, où les lubrifiants liquides s’évaporent ou se décomposent, le MoS2 agit comme un agent efficace Lubrifiant secRéduit considérablement la friction entre les surfaces de roulement, améliorant ainsi l’efficacité et les performances.

De plus, le MoS2 offre une excellente résistance à la corrosion, essentielle pour prolonger la durée de vie des roulements. Couramment appliqué sur les surfaces de roulement et utilisé pour lubrifier les systèmes mécaniques, le revêtement MoS2 garantit que les composants critiques restent fonctionnels et fiables tout au long de leur mission, ce qui les rend essentiels à la technologie spatiale.

Un autre revêtement sec fréquemment utilisé dans les applications aérospatiales est le bisulfure de tungstène (WS2) qui peut être appliqué sur les roulements par pulvérisation. Comme le MoS2, le WS2 réduit la friction de manière si significative que les roulements peuvent fonctionner à basse vitesse sans nécessiter de lubrification supplémentaire.

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Le PEEK est un matériau à faibles émissions souvent utilisé dans les applications sous vide, en particulier avec les roulements entièrement en céramique de nitrure de silicium. Le PEEK est connu pour sa résistance aux températures élevées, aux produits chimiques, aux huiles et aux carburants. Le PEEK est souvent utilisé dans les joints, les garnitures et autres composants où la résistance aux environnements difficiles est requise. Cela offre une durabilité et des performances améliorées, en particulier dans des conditions extrêmes, où les joints en caoutchouc peuvent se détériorer ou contaminer l’environnement du roulement.

Une autre option est Pleine céramique Roulements en nitrure de silicium. Ces roulements fonctionnent bien dans un environnement sous vide et peuvent fonctionner à basse vitesse sans lubrification, ce qui les rend idéaux pour les applications aérospatiales.

À mesure que l’humanité se rapproche de la colonisation de l’espace, l’importance de l’ingénierie de précision devient de plus en plus évidente. Les roulements de précision sont essentiels à la fiabilité et à la sécurité des systèmes des engins spatiaux, garantissant que les missions peuvent résister aux conditions difficiles de l’espace. Des systèmes de survie aux mécanismes de propulsion, ces roulements pourraient ouvrir la voie au prochain pas de géant de l’humanité.

Visitez le site Web de SMB Bearings pour plus d’informations sur leurs produits. Roulements de précision Pour les applications spatiales.

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La découverte d’étranges structures sous la surface de Mars laisse perplexe les scientifiques

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Même si aucune mission interplanétaire n’a trouvé de trace de vie sur Mars, Vikings NASA Et Zurong chinois Les rovers ont découvert des caractéristiques étonnantes sur la planète rouge qui pourraient donner un aperçu de son histoire et de son évolution. Lorsque Zhurong, la première mission chinoise d’atterrissage sur Mars, a orbité autour de la planète rouge pendant une année terrestre, elle a découvert quelque chose de surréaliste sous la surface de la planète. D’étranges structures polygonales dispersées dans la couche de sol immédiatement sous la surface. Les chercheurs ont publié une étude détaillée de ces structures dans la revue Nature. Journal d’astronomie naturelle.

Source d'image représentative : Pexels |  Doyen Art
Source d’image représentative : Pexels | Doyen Art

Le Zhurong, du nom du « dieu du feu » chinois, est équipé de radars pénétrants dans le sol. Grâce à ces radars, la sonde spatiale a pénétré le terrain d’Utopia Planitia, le plus grand bassin d’impact de Mars. Dans une couche située à 35 mètres sous la surface, ils ont découvert 16 structures polygonales dépassant du sol, mais enfouies profondément dans le sol plus élevé. Cela les a complètement étonnés. Auparavant, Viking 2 avait exploré ce terrain en 1976, selon Science IFL.

Source de l'image : Mars depuis l'orbiteur Viking 1, mission Viking 1 vers Mars, 1976. Artiste : NASA.  (Image via Heritage Space/Heritage Images/Getty Images)
Source de l’image : Mars depuis l’orbiteur Viking 1, mission Viking 1 vers Mars, 1976. Artiste : NASA. (Image via Heritage Space/Heritage Images/Getty Images)

Une équipe de scientifiques de l’Institut de géologie et de géophysique de l’Académie chinoise des sciences a étudié ces structures en détail. Le terrain à motif polygonal a mis en lumière des informations intéressantes sur l’histoire de la planète, en particulier sur son climat.

Lorsque le rover Viking de la NASA a exploré Mars, il a découvert que Mars était une « planète froide au sol volcanique ». Il fait beaucoup plus froid que la Terre et son atmosphère est principalement composée de dioxyde de carbone. En hiver, le dioxyde de carbone gèle dans l’air et au printemps, il se sublime et s’élève sous forme de panaches de gaz. Les scientifiques qui étudient les polygones pensent que le « climat froid » et le « sol volcanique » sont les principaux facteurs à l’origine de ces formations.

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Source d'image représentative :
Source d’image représentative : canaux » de Mars et calotte glaciaire polaire, 1907. (Photo : Ann Ronan Pictures/Print Collector/Getty Images)

Les chercheurs ont suggéré que ces polygones se sont formés à la suite d’un cycle de gel-dégel qui a créé des fissures dans le terrain lorsqu’il était en surface. Ils ont suggéré que ces coins se sont formés il y a 3,7 à 2,9 milliards d’années en raison des graves changements climatiques survenus dans l’histoire de Mars. « Le mécanisme de formation d’anciens reliefs enfouis nécessite un environnement froid et peut être lié aux processus de gel et de dégel de l’eau et de la glace dans le sud d’Utopia Planitia au début de Mars », indique le document. « Les polygones enfouis découverts, qui indiquent que le gel s’est produit. aux latitudes basses à moyennes, nécessitent une remontée d’eau. » Forte dans les climats anciens.

Source d'image représentative : Papier à motif ovale et pointillé, 19e siècle.  L'artiste est inconnu.  (Photo par Heritage Art/Heritage Images via Getty Images)
Source d’image représentative : Papier à motif ovale et pointillé, 19e siècle. L’artiste est inconnu. (Photo par Heritage Art/Heritage Images via Getty Images)

Des travaux antérieurs sur la topographie verticale de cette région ont indiqué plusieurs crues intermittentes qui ont rempli le bassin il y a environ 3 milliards d’années. Cette nouvelle étude s’est concentrée sur la forme de ces couches, horizontalement, sur les 1,9 km (1,2 mi) qui traversent ces étranges structures. Ces coins se sont formés « peut-être à mesure que l’ancien environnement humide a cessé », ont écrit les chercheurs.

Source de l'image : magazine Nature Astronomy
Source des images : Journal de la nature et de l’astronomie

Même si ce nid d’abeilles de polygones n’est pas sans rappeler «Couloir des Géants« Il s’agit d’un immense terrain parsemé de colonnes de basalte imbriquées, et il n’y a aucune preuve suggérant que les polygones martiens ont été formés par de la lave provenant d’une quelconque activité volcanique. Cependant, les chercheurs ont envisagé la possibilité d’un volcan soutenant la formation de ces coins. cela ne peut de toute façon pas être prouvé. » Après analyse, l’équipe a confirmé que les structures étaient sédimentaires, formées par des processus thermiques dans différents climats, indiquant que cette région de Mars devait avoir connu des conditions climatiques très variables.

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Source de l’image représentative : Image gracieuseté de Walt Disney World Resort.  Véhicule de simulation de Mars.  (Photo de Jane Duncan/Walt Disney World Resort via Getty Images)
Source de l’image représentative : Image gracieuseté de Walt Disney World Resort. Véhicule de simulation de Mars. (Photo de Jane Duncan/Walt Disney World Resort via Getty Images)

Entre autres choses découvertes par le rover, ces polygones étaient enfouis dans des couches de matériaux qui ne leur ressemblaient pas du tout. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’environnement humide précoce de Mars était à l’origine de l’émergence de ces formations géologiques. « La structure souterraine avec les matériaux sus-jacents recouvrant le terrain ancien et enfoui indique qu’un changement climatique marqué s’est produit quelque temps après », ont déclaré les chercheurs.

Bien que ces polygones aient surpris les scientifiques en raison de leur emplacement, cette découverte n’était pas nouvelle pour le radar. En 2012, La NASA tombe Les scientifiques ont découvert de nombreuses structures polygonales dans les basses terres du nord de la planète rouge. Ils ont également étudié ces structures, affirmant que « les scientifiques étudient le terrain à motif polygonal sur Mars parce que l’apparence et les propriétés physiques de ces structures nous aident à comprendre la répartition moderne et passée de la glace dans les profondeurs intérieures peu profondes de la Terre, et fournissent également des indices sur les conditions climatiques. « . Mais Zurong est le premier à découvrir que ces structures polygonales se trouvent « sous » la couche arable.

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La vie n’a besoin que d’une petite quantité d’oxygène pour exploser, selon des scientifiques

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On a longtemps cru qu’une augmentation massive de l’oxygène avait conduit à l’explosion cambrienne. Il y a environ 540 millions d’annéesinsufflant la vie dans la biosphère terrestre pour générer une riche gamme d’espèces animales étonnamment complexes.

Cependant, un débat houleux fait rage quant à savoir si l’oxygène a réellement joué un rôle aussi crucial, d’autres facteurs étant probablement liés. Enflammer La plus grande planète sur terre développementExplosion d’Ari – De l’effondrement presque complet du champ magnétique terrestre à l’érosion des montagnes géantes du Gondwana, en passant par la poussière d’astéroïdes et même les vers marins.

Aujourd’hui, de nouvelles recherches parcourant le globe à la recherche de données géologiques suggèrent que l’oxygène inonde l’atmosphère et les océans seulement depuis un peu plus d’un demi-milliard d’années, une grande partie se dissolvant lentement dans les bassins peu profonds et les plateaux océaniques.

Mais cela ne veut pas dire que l’oxygène n’a joué aucun rôle dans la vague de biodiversité qui a donné naissance à toutes les créatures étranges, folles et sauvages que nous voyons aujourd’hui.

« Les animaux de la période cambrienne n’avaient probablement pas besoin d’autant d’oxygène que les scientifiques le pensaient dans le passé. » Il dit Eric Sperling, biogéologue à l’Université de Stanford et auteur principal de la nouvelle étude, a déclaré :

« Nous avons constaté de légères augmentations d’oxygène » – dans les roches sédimentaires qui se sont formées au fond des océans anciens – « qui sont juste ce qu’il faut pour provoquer des changements majeurs dans l’environnement ».

Les scientifiques ont conclu que sans suffisamment d’oxygène, les organismes unicellulaires et autres petits organismes qui luttaient pour survivre avant l’explosion cambrienne n’auraient pas pu grandir et étendre leurs plans corporels.

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Mais dispersé et Parfois contradictoire Les preuves provenant de divers sites géologiques à travers le monde ont conduit certains à se demander quelle quantité d’oxygène est réellement nécessaire et à quel moment les niveaux d’oxygène dans de nombreux habitats dépassent le seuil critique qui autrement inhiberait la vie.

L’équipe derrière ce nouveau travail pense avoir… lui a été imposé Certains d’entre eux contredisent leurs analyses statistiques Oligo-éléments Ces données sont conservées dans les roches sédimentaires, contribuant ainsi à reconstruire les tendances à long terme des niveaux mondiaux d’oxygène dans les océans et de la vie marine au cours des 700 derniers millions d’années de l’histoire de la Terre.

Leur analyse de Deux oligo-éléments, le molybdène et l’uranium, les deux Indicateurs des niveaux d’oxygène dans les océans du monde, ainsi que modèles biochimiques des flux d’oxygène entre les océans et l’atmosphèreje suggère que Les niveaux d’oxygène dans les profondeurs océaniques n’ont atteint les niveaux modernes que 140 millions d’années après l’explosion cambrienne, en ère Dévonienne.

« D’un point de vue global, nous n’avons observé une oxygénation complète des océans à un niveau proche des niveaux modernes qu’il y a environ 400 millions d’années, date à laquelle nous constatons L’émergence de grandes forêts sur la terre, » C’est clair Richard Stuckey, paléontologue à l’Université de Southampton, qui a dirigé l’étude.

Cependant, les niveaux d’oxygène dans les eaux peu profondes, poussés par le vent et les vagues, pourraient avoir augmenté suffisamment pour permettre l’émergence de tous les types de vie marine.

« Il ne s’agit pas d’une énorme augmentation de l’oxygène », dit Sperling Remarques« Mais cela pourrait suffire à dépasser les seuils environnementaux critiques, sur la base de ce que nous observons dans les régions modernes où les niveaux d’oxygène sont naturellement faibles. »

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Les conclusions de l’équipe complètent celles d’une étude de 2017, qui révélait que les mers peu profondes s’oxygénaient en premier, mais que l’oxygène atmosphérique n’atteignait les niveaux modernes qu’environ 50 à 100 millions d’années après l’explosion cambrienne, pendant la période glaciaire. ère ordovicienne Qui a suivi.

Cependant, d’autres recherches récentes ont montré que les niveaux d’oxygène commencent à augmenter… Début de la période Édiacarienne Il y a environ 640 à 600 millions d’années, au premier Trois impulsions d’oxygène consécutives Lequel Cela a coïncidé avec d’importants sauts évolutifs Dans la période précédant l’explosion cambrienne.

Pendant ce temps, d’autres chercheurs affirment que les niveaux d’oxygène tout au long des âges profonds étaient Très variable Il est donc difficile de dire quel impact cela a eu sur la biodiversité florissante.

L’étude a été publiée dans Sciences naturelles et géologie.

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Des scientifiques du Xinjiang découvrent une plante capable de survivre sur Mars

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Image : Avec l’aimable autorisation de l’Institut de l’environnement et de la géographie du Xinjiang de l’Académie chinoise des sciences

Dans le cadre d’une découverte révolutionnaire, des chercheurs de l’Institut d’écologie et de géographie du Xinjiang de l’Académie chinoise des sciences ont découvert une espèce de mousse du désert, connue sous le nom de Syntrichia caninervis, qui a la capacité de survivre à des conditions extrêmes sur Mars.

Le Global Times a appris de l’institut que lors de la troisième expédition scientifique au Xinjiang, l’équipe de recherche s’est concentrée sur l’étude des algues du désert et a découvert que cela remettait non seulement en question la compréhension des gens sur la tolérance des organismes dans des environnements extrêmes, mais démontrait également leur capacité à survivre et à survivre. se régénérer dans des conditions martiennes simulées.

Avec le soutien du Xinjiang Scientific Expedition Project, les chercheurs Li Xiaoshuang, Zhang Daoyuan et Zhang Yuanming de l’Institut d’écologie et de géographie du Xinjiang et Kuang Tingyun, académicien de l’Académie chinoise des sciences, se sont concentrés sur l’étude de « l’espèce pionnière » Syntrichia caninervis dans un environnement désertique rigoureux, selon l’Institut d’écologie et de géographie du Xinjiang l’a mentionné dans un article envoyé dimanche au Global Times.

Grâce à des expériences scientifiques, ils ont systématiquement prouvé que la mousse peut résister à une déshydratation cellulaire de plus de 98 pour cent, survivre à des températures aussi basses que -196 degrés Celsius sans mourir et résister à plus de 5 000 Gray de rayonnement gamma sans mourir. et reprendre la croissance, en faisant preuve d’une résilience extraordinaire.

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Ces découvertes repoussent les limites des connaissances humaines sur la résilience des organismes dans des environnements extrêmes.

En outre, la recherche a révélé que dans des conditions martiennes simulées avec de nombreuses adversités, la plante Syntrichia caninervis peut encore survivre et se régénérer une fois revenue dans des conditions appropriées. Il s’agit du premier signalement de plantes supérieures vivant dans des conditions martiennes simulées.

L’équipe de recherche a également identifié des caractéristiques uniques de Syntrichia caninervis. Ses feuilles superposées réduisent l’évaporation de l’eau, tandis que les pointes blanches des feuilles reflètent la lumière intense du soleil. De plus, le mode innovant d’absorption d’eau « de haut en bas » des pointes blanches collecte et transporte efficacement l’eau de l’atmosphère. De plus, la mousse peut entrer dans un état de dormance métabolique sélective dans des environnements défavorables et fournir rapidement l’énergie nécessaire à sa récupération une fois que son environnement s’est amélioré.

Sur la base de la capacité de Syntrichia caninervis à résister à des conditions environnementales difficiles, l’équipe de recherche prévoit de mener des expériences sur des vaisseaux spatiaux pour surveiller la capacité de cette espèce à réagir à la survie et à l’adaptation en apesanteur et à l’exposition à divers rayonnements ionisants. L’équipe vise à découvrir les bases physiologiques et moléculaires des algues et à explorer les mécanismes de régulation essentiels à la vie, jetant ainsi les bases des futures applications de Syntrichia caninervis dans la colonisation de l’espace.

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