NASA desenvolve novas engrenagens capazes de suportar o frio extremo da Lua

Um dos desafios de explorar o espaço e outros locais é o frio extremo. Durante a missão Artemis da NASA à lua, as temperaturas no Pólo Sul cairão drasticamente durante a noite. Em algum momento no futuro, a NASA quer explorar Europa, uma das luas de Júpiter onde as temperaturas nunca ficam acima de -260 graus Fahrenheit no equador. A NASA está se preparando para essas temperaturas frias desenvolvendo engrenagens especiais capazes de resistir a temperaturas extremas.

Em baixas temperaturas, as engrenagens e as carcaças da caixa de câmbio são aquecidas. Depois de aquecido, um lubrificante ajuda as engrenagens a funcionarem corretamente e evita que a liga de aço se torne quebradiça e, eventualmente, quebre. A NASA está conduzindo um projeto chamado Bulk Metallic Glass Gears (BMGG), e a equipe do projeto criou um material feito de “vidro metálico” que pode funcionar e sobreviver em frio extremo sem aquecimento.

Eliminar a necessidade de aquecer a caixa de câmbio reduz a quantidade de energia que a espaçonave precisa para funcionar. A NASA observa que as operações em ambientes frios e escuros são limitadas atualmente por causa da quantidade de energia disponível em um rover ou módulo de pouso. A energia economizada com a nova caixa de câmbio pode estender a duração da missão ou permitir que mais instrumentos sejam colocados no rover da espaçonave.

Durante o teste no JPL, os engenheiros montaram o motor e a caixa de engrenagens em uma viga da plataforma giratória projetada para medir a resposta a choques ou impactos fortes. O nitrogênio líquido foi usado para resfriar as engrenagens até aproximadamente -279 graus Fahrenheit. Um projétil de aço foi então disparado contra o feixe para simular um evento de choque.

Este tipo de teste de choque é usado para determinar se o hardware da nave espacial irá quebrar durante eventos como reentrada, descida e pouso. Os testes também simularam como as engrenagens podem se comportar ao coletar uma amostra regular durante a noite na lua. Antes de cada teste de choque, os pesquisadores despejaram nitrogênio líquido sobre o motor e a caixa de engrenagens. Depois que o nitrogênio líquido foi drenado em alguns segundos, o impactador disparou contra a viga de aço na qual o motor e a caixa de engrenagens estão montados. A caixa de engrenagens e o motor foram submetidos a testes de choque duas vezes em três orientações diferentes e, com cada demonstração, as engrenagens sobreviveram ao choque em temperaturas extremamente baixas.