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maxon Antriebe fliegen mit NASA-Rover Perseverance zum Roten Planeten: Ausgabe 13/2020, 26.08.2020

Auf Spurensuche nach ehemaligem Leben

Die NASA sendet in den kommenden Wochen ihren fünften Rover zum Mars. Er soll Bodenproben sammeln, die später auf der Erde analysiert werden. Im Gepäck hat er zudem einen Helikopter, der erstmals Flüge auf dem Roten Planeten durchführen wird. maxons Präzisionsmotoren sind dabei gleich für mehrere missionskritische Aufgaben zuständig.

Bilder: maxon

Die Antriebssysteme von maxon sind vom Mars nicht wegzudenken: In praktisch allen erfolgreichen Robotermissionen der letzten drei Jahrzehnte kamen Elektromotoren aus der Schweiz zum Einsatz. Inzwischen befinden sich mehr als 100 Stück auf dem Roten Planeten und es dürften bald mehr werden. Denn am 22. Juli öffnete sich das Zeitfenster für die nächste Mission der NASA. Diese schickt mit einer Atlas V Rakete den Rover Perseverance zum Mars, mit dessen Hilfe Spuren von ehemaligen Leben gefunden werden sollen. Seine wichtigste Aufgabe besteht allerdings darin, mehrere Bodenproben zu nehmen, diese in Behältern zu versiegeln und gezielt zu platzieren, damit sie von einer späteren Mission zur Erde zurückgebracht werden können. Für die Handhabung der Proben im Innern des Rovers werden mehrere Motoren von maxon eingesetzt. Sie sind unter anderem im Roboterarm verbaut, der die Proben von Station zu Station navigiert. Auch bei der Versiegelung der Probenbehälter und deren Platzierung kommen maxon Motoren zum Einsatz.

Auf höchste Ansprüche ausgelegt
Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, welches die Mission durchführt, hat zehn Antriebe für den Rover bei maxon in Auftrag gegeben. Diese basieren auf Standard-Katalogprodukten – wie bei fast allen bisherigen Mars-Missionen, sie wurden aber modifiziert. Zum ersten Mal sind bürstenlose DC-Motoren gewählt worden: Neun EC 32 flat und ein EC 20 flat in Kombination mit einem Planetengetriebe GP 22 UP. Die maxon Ingenieure haben in enger Zusammenarbeit mit den Spezialis ten von JPL die Antriebe über mehrere Jahre erarbeitet und ausführlich getestet, um höchste Qualitätsstandards zu erreichen. «Durch dieses spannende Projekt konnten wir sehr viel lernen», sagt Robin Phillips, Leiter des SpaceLab bei maxon. «Inzwischen besitzen wir ein sehr breites Space-Wissen und haben Qualitätsprozesse aufgebaut, welche die Erwartungen der Industrie erfüllen. Davon profi tieren auch Kunden aus anderen Bereichen wie etwa der Medizin, wo die Anforderungen teilweise ähnlich sind.» Denn Weltraummissionen stellen höchste Ansprüche an die Antriebssysteme: Vibrationen während des Raketenstarts, Vakuum auf der Reise, Schläge bei der Landung und schliesslich harsche Bedingungen auf der Oberfl äche des Mars, wo die Temperaturen zwischen -125 und +20 Grad Celsius schwanken und überall Staub eindringt.

maxon Dc-Motoren steuern den Mars-Helikopter
Der Perseverance Rover wird voraussichtlich am 18. Februar 2021 auf dem Mars landen – aber nicht alleine. An der Unterseite des Gefährts montiert ist eine Helikopter-Drohne namens Ingenuity. Diese wiegt 1,8 Kilogramm, ist solarbetrieben und wird einige, kurze Flüge absolvieren, sowie Luftbilder schiessen. Mit diesem Experiment soll in erster Linie das Konzept für weitere solche Drohnen getestet werden. Auch in diesem Gerät ist der Antriebsspezialist maxon involviert. Sechs bürstenbehaftete DCX-Motoren mit einem Durchmesser von 10 Millimetern steuern die Neigung der Rotorblätter und somit die Flugrichtung. Die Antriebe sind sehr leicht, dynamisch und besitzen eine hohe Energieeffizienz. Diese Eigenschaften sind entscheidend, da beim Mars-Helikopter jedes Gramm zählt, schliesslich ist Fliegen auf dem Mars nicht einfach: Die Atmosphäre ist extrem dünn, in etwa vergleichbar mit den Bedingungen, die auf der Erde in einer Höhe von 30 Kilometern herrschen. In einer simulierten Testumgebung im JPL Labor ist die Helikopter-Drohne bereits geflogen. Ob sie auch auf dem Mars abhebt, wird sich zeigen. Zuerst müssen andere Hindernisse wie der Raketenstart überwunden werden. «Wir hoffen, dass alles gut geht und wir unsere Antriebe bald in Aktion auf dem Mars erleben werden», sagt maxon CEO Eugen Elmiger. «Wir drücken alle die Daumen.»

infoservice
maxon motor ag
Brünigstrasse 220, 6072 Sachseln
Tel. 041 666 15 00
info@maxongroup.com, www.maxongroup.com



Der Perseverance Rover entnimmt eine Probe auf dem Mars (künstlerische Darstellung).


Der modifi zierte EC 32 fl at Antrieb, der in neunfacher Ausführung im PerseveranceRover zum Einsatz kommt.


Der EC 20 fl at mit GP 22 UP Getriebe.


DCX 10 Motoren, die für die Neigungskontrolle der Rotorblätter im Mars-Helikopter verwendet werden.


NASA-Forschungsdirektor Thomas Zurbuchen (Mitte) überreicht Mitgliedern des maxon SpaceLabs eine Anerkennungsplakette für die Beiträge zur Mars 2020 Mission.