Maling af biler til Mars

Da John Campanellas ven ville have sin elskede Ferrari malet, han vidste præcis, hvem han skulle ringe til. Trods alt, Campanella havde malet, nålestriber og endda airbrushing af flammer på biler, motorcykler, flyvemaskiner, 18-hjulere og guitarer i sin fritid i årtier.

Men det var ikke derfor, Ferrari-køreren kom til Campanella. Han henvendte sig til ham, fordi John Campanella har malet rumfartøjer til NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, i over to årtier. Og hvis Campanellas arbejde er godt nok til den endelige grænse, hans ven tænkte, det ville være godt nok for hans sorte springende hingst.

"Vi laver tusind forskellige maleropgaver om året hos JPL, fra komponenter så små som en pille til hele rumskibskroppe, " sagde Campanella. "Jeg har arbejdet på den første Mars rover Pathfinder, Deep Impact missionen, GRAL, Juno og Cassini, og jeg tror, ​​min maling er næsten overalt i solsystemet. Vi er lige blevet færdige med Mars 2020-chassiset. Og som næsten alt andet, vi arbejder med, der er kun én Mars 2020 rover. Vi var nødt til at få alt så tæt på perfekt, som vi kan få det."

Mens der er tusindvis af trin, der kunne vælges for at starte en historie om at producere en SUV-størrelse, atomdrevet sekshjulstrukne køretøj til den røde planet, vi begynder vores fire en halv måned før Campanella og hans kolleger trænede deres højtuddannede malerpistoler på roveren.

I midten af ​​april 2018 mere end 20 nybearbejdede, stor, skinnende bidder af 7050 og 7075 aluminium, der ville udgøre chassisets primære struktur, blev samlet i et rent rum i bygning 18 ved JPL, sammen med omkring hundrede mindre sekundære dele. I løbet af de følgende fire en halv måned, Mars 2020 ingeniører og teknikere planlagt, målt, undersøgt, konsulteret, boret og fastgjort indtil de mange dele blev til et enkelt Mars rover chassis.

"Planen krævede 610 nitter, 730 skiver, 644 møtrikker og 964 mekaniske fastgørelsesanordninger til at holde rover-chassiset sammen, " sagde Stephen Pakbaz, ledende ingeniør for Mars 2020-chassiset. "Det betyder, at der er langt over 1, 000 huller i Mars 2020-roveren. Men i næsten alle tilfælde borer vi ikke bare én gang for hvert hul; vi borer tre eller flere gange - helt i hånden."

Hvert hul i Mars 2020's chassis begyndte sit liv som et håndboret pilothul. Næste, en større bit indføres for at udvide hullet lidt. Derefter sker en sidste boring af det samme hul.

"Vi borer huller i trin, fordi det giver os den bedste chance for at fange eventuelle fejl, belaster metallet mindre, og stigningerne gør det nemmere at bore i hånden, " sagde Pakbaz. "Det er detaljeret arbejde og til tider kan det være kedeligt, men alle ved, hvad der er på spil."

Forberedelsesarbejde

I slutningen af ​​5. 000 ingeniørtimers montage, involverer mere end 3, 000 boringer og langt over tusind nitter- og fastgørelsesanordninger, roverens chassis var komplet. Men den var stadig ikke klar til Campanellas teams malerpistoler. Der er steder på roverens chassis, hvor maling er strengt anvendt - steder, hvor elektronikbokse endnu ikke er boltet på, ledningsnet skal stadig køres og fastgørelsespunkter til overfølsomme videnskabelige instrumenter, der kræver blottede metaloverflader for at yde deres bedste.

"Ethvert godt malerarbejde går forud af et godt tapearbejde, " sagde Campanella. "Jeg ville ikke freestyle flammer på en Camaro, og vi freestyler bestemt ikke Mars-rovere."

Så den 1. aug. 2018, øvelserne og nittepistolerne i Bygning 18 Rum 102 forsvandt ude af syne, og i deres sted materialiserede metalstencils, målebånd og rulle på rulle malertape.

"Du kan finde den malertape, vi brugte i 2020, i stort set enhver byggemarked, " sagde Ryan van Schilifgaarde, en supportingeniør til Mars 2020-samling. "Men mens du sandsynligvis ville rive en strimmel af med dine hænder og øjeæble den på den væg, du ville male i dit hus, vi bruger en computerstyret skærer for at sikre, at hvert stykke er præcis den størrelse og form, vi ønsker det skal have."

Nummererer mere end 600, stykkerne af malertape til roveren kom i alle former og størrelser. Mange var mindre end en mønt, men nogle få var på størrelse med en bagel, og en (der dækker, hvor den fiberoptiske kabelkanal vil gå) var formet som en slange og så stor som en mikrobølgeovn. Alle blev påført i hånden og glattet ud for at forhindre bobler.

"Et hundrede og femogtredive midlertidige stencils af metal blev også påført i løbet af denne tid, " sagde van Schilifgaarde. "De maskerer større steder på roveren, der kræver et mere stift dæksel under denne del af bygningen."

Maskeringsteamet målte succes på millimeter, og mere end én påføring af malertape skulle skæres om og påføres igen efter et besøg fra Quality Assurance. Men med fem Mars 2020-ingeniører, der logger 500 timer over syv dage, opgaven var endelig færdig. Den 6. aug. 2018, Mars 2020 rover-chassiset – beklædt med metaloverlays og malertape, og derefter dækket ind i steril antistatisk indpakning – blev forsigtigt gaffeltrucket 150 yards fra bygning 18 til JPL's malerværksted.

"Med ethvert rumfartøj, efter du har fjernet den statiske indpakning og inspiceret roveren, du starter med overfladeforberedelse - slib overfladen med sandpapir, så malingen vil hæfte bedre, " sagde Campanella. "For at forhindre enhver chance for korrosion eller oxidation, reglen er, når du begynder at slibe, du har seks timer til at fuldføre alt - slibning, grunding og maling."

Efterhånden som rumfartøjsmaling går, Mars 2020 roveren var stor, og optog meget af malerrummet. På grund af roverens størrelse, Campanella arbejdede sammen med kun to andre personer fra hans seks-personers team:Patrick Esquivias og deres assistent Eddie Castro. Indtil for to år siden havde Esquivias været flymekaniker. Dette var hans første rover. Indtil for otte måneder siden, Castro malede huse. Dette var hans 12. rumfartøj.

Det lille hold tog på roveren i etaper. De malede det øverste dæk først, lad derefter tingene hærde i en dag, før du tackler siderne. Endnu en fridag og de blev færdige med for- og bagside. Selv med arbejdet spredt ud, slibning og omhyggelig rengøring tærede resultaterne af nævnte slibning op over to af de seks tilgængelige timer.

Men tidsbegrænsninger er bare en del af malerarbejdet for Campanellas team. Uanset om det er en kredsløb om Jorden, Mars lander eller noget bestemt til de ydre planeter, standardisering, kræsenhed og en fast hånd er altid dagens orden.

"Du kan ikke tænke på, hvor den er på vej hen, eller hvor meget historie den kan lave, " sagde Campanella. "Vi bruger de samme malerpistoler på den samme indstilling og affyrer dem fra samme afstand og bevæger os med samme hastighed hver gang."

Primeren og malingen, der blev brugt på Mars 2020, er langt fra isenkræmmer. Ud over at kunne klæbe til aluminium, de er blevet bevist gennem strenge tests for at være i stand til at udholde stødene, vibrationer, UV-stråler og andre fornærmelser ved en tur til Mars, samt være hjertelig nok til at overleve Mars-kulden – alt imens man ikke udgasser organiske forbindelser og andre materialer, der kan påvirke missionens videnskabelige eksperimenter.

På mindre end 10 minutter, alt det skinnende aluminium og beige malertape forsvandt under Esquivias' faste hånd. Men før det første lag flad hvid havde en chance for at tørre, Esquivias gik tilbage til udgangspunktet for at påføre et andet lag - det stadig klæbrige første lag, der hjælper med at skabe en stærkere binding mellem lagene. Derefter blev processen gentaget en tredje og sidste gang.

Mindre end fem timer om, den første malesession på Mars 2020 roverchassiset var ved at være slut.

Esquivias havde tilstræbt at belægge chassiset i et tæppe af maling mellem 4 og 6 mils (eller tusindedele af en tomme) tykt. Men han ville ikke vide før senere næste dag, hvordan de gjorde, fordi det testudstyr, som Quality Assurance bruger til at evaluere påføring af maling, skal komme i kontakt med det malede chassis for at give en nøjagtig aflæsning. Og ingen ønsker at ødelægge et godt malerarbejde.

Allerede før kvalitetssikring kunne veje ind, Campanella erklærede Esquivias' første rover for en succes. "Vi maler hver dag, og når vi ikke maler, øver vi os. Han slog den."

Den næste dag, Kvalitetssikring bekræftede, at Esquivias havde slået det.

Klar til at bage

Den 14. aug. Mars 2020 rover-chassiset blev igen omhyggeligt beklædt i antistatisk indpakning og transporteret "op ad bakken" til bygning 144, hvor det ville blive bagt i et vakuumkammer.

"Tilberedning af chassiset ved 230°F (110°C) i et vakuum i tre dage hærder ikke kun malingen, det bager bogstaveligt talt forurenende stoffer ud fra malingen, der muligvis kunne udluftes under flyvningen, " sagde Pakbaz. "Siden Mars 2020 er en astrobiologisk mission, Det er altafgørende at sikre, at prøver fra Mars ikke er blevet kontamineret. At bage roveren går langt for at gøre det muligt."

På mandag, 20. august, rover-chassiset kom ud af ovnen. Efter inspektion, det var igen dækket af sterilt, antistatisk film og vendte tilbage til det rene rum i Bygning 18 for nogle sidste finpudsninger og inspektioner. Omkring to uger senere, den 5. sept. en gaffeltruck bar forsigtigt det samlede, malet og bagt chassis ved ikke mere end 3 km/t tilbage ned ad bakken, en halv mil til JPL's rumfartøjsforsamlingsanlæg High Bay 1, hvor den indtog sin plads ved siden af ​​krydstogt- og nedstignings-etaperne, der havde til opgave at få roveren sikkert til Mars.

Et par dage efter at chassiset ankom, John Campanella dukkede op i galleriet med udsigt over den høje bugt. Med sig havde han Esquivias og Castro.

"Når vi er i malerrummet, det handler om forretning, " sagde Campanella. "Men nu hvor vores arbejde er gjort, Jeg ville sikre mig, at de brugte et øjeblik på at lade det synke ind, at de er en del af et dedikeret team af fagfolk, der arbejder på en historisk udforskningsmission."

"Den må ikke have flammer eller racerstriber, " han tilføjede, "men det ser stadig smukt ud."

Mars 2020 vil blive opsendt fra Space Launch Complex 41 ved Cape Canaveral Air Force Station i Florida og forventes at nå Mars i februar 2021.