maxon motor GmbH

Mit dem Perseverance Rover fliegen erneut Präzisionsantriebe zum Mars

Bild: maxon

Spurensuche auf dem Mars Präzisionsantriebe auf dem Roten Planeten

17.11.2020

Mars 2020 ist die fünfte Mars-Rover- und erste Helikopter-Mission der NASA. Mittels einer Atlas-V-Trägerrakete wurde eine Raumsonde, in der sich der Rover und Helikopter befinden, von Cape Canaveral in eine Erdumlaufbahn transportiert. Mehr als 100 Elektromotoren von maxon wurden auf dem Roten Planeten eingesetzt und haben kosmischer Strahlung, Staubstürmen und Temperaturschwankungen standgehalten. Mit dem Perseverance Rover fliegen Präzisionsantriebe erneut zum Mars. Der Schlüssel zum Erfolg ist derselbe wie zuvor: Standard-Industrieprodukte.

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Mars-Missionen ohne Antriebssysteme von maxon? Undenkbar! In den letzten zwei Jahrzehnten wurden diese Gleichstrommotoren in praktisch allen erfolgreichen Robotermissionen eingesetzt. Mehr als 100 von ihnen befinden sich bereits auf dem Roten Planeten, und die Zahl wird wieder steigen, sobald der NASA Perseverance Rover 2021 seine Arbeit aufnimmt.

Weltraummissionen machen jedoch nur einen kleinen Teil von maxon Projekten aus. Die meisten DC- und BLDC-Motoren, Steuerungen, Getriebe und Encoder des Schweizer Unternehmens werden in medizinischen Anwendungen, in der industriellen Automatisierung oder in der Robotik eingesetzt.

Warum ist maxon so ein wichtiger Lieferant für die Raumfahrtprojekte? Die kurze Antwort liegt in der hohen Qualität der Standardprodukte. Alle Laufwerke, die auf dem Mars verwendet wurden, basieren auf Produkten aus dem Katalog des Unternehmens, die auf der Erde in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden. Natürlich müssen Änderungen an ihnen vorgenommen werden, damit die Produkte den rauen Bedingungen standhalten. Trotzdem sind die Grundkonstruktionen gleich.

Antriebe basieren auf Standardmotoren

Die bürstenlosen EC-Flachmotoren sind dank der flachen Bauform in vielen Anwendungen genau der richtige Antrieb. Die durchdachte, einfache Konstruktion erlaubt eine weitgehend automatisierte Fertigung. Genau wie die mehr als 100 maxon Antriebe, die bisher auf dem Mars ihre Arbeit verrichtet haben, basieren die Perseverance-Motoren auf Standard Katalogprodukten: Es handelt sich um neun bürstenlose DC-Motoren EC 32 flat und einen EC 20 flat in Kombination mit einem Planetengetriebe GP 22 UP.

Damit die Bodenproben eingesammelt werden können, müssen drei Systeme nahtlos funktionieren: Zuerst wird sich der große Roboterarm vorne am Rover ins Marsgestein bohren und eine Probe entnehmen, welche dann ins Karussell gesteckt wird. Diese transportiert die Probe ins Innere des Rovers. Dort übernimmt das dritte System, wiederum ein Roboterarm, allerdings ein sehr kleiner namens SHA. Dieser entnimmt die Probe dem Karussell, führt sie zur Volumen- und Bildprüfung, dann zur Versiegelungsstation und schließlich ins Zwischenlager – alles autonom.

Erster Hubschrauber auf dem Mars

Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit wird auf dem Mars ein Hubschrauber eingesetzt. Dieser wird autonom gesteuert. Es gibt keine Möglichkeit, ihn ferngesteuert zu lenken. Die Zeitverzögerung, mit der sich die Funksignale zwischen Erde und Mars bewegen, macht dies unmöglich.

Für jeden einzelnen Flug gibt es einen individuellen Flugplan, der von der Erde aus programmiert und vor dem Start in den Hubschrauber geladen wird. Am Tag des Fluges wird der Hubschrauber zu vorher festgelegten Zeit starten und dann seine eigenen Entscheidungen für die präzisen, schnell berechneten Flugsteuerungsbefehle treffen, um so den Gesamtflugplan auszuführen und sicher zu landen.

Infokasten:

Perseverance soll Spuren von früherem Leben (Biosignaturen) auf dem Mars suchen, Bodenproben entnehmen und für die Rückkehr zur Erde vorbereiten. Zudem wird er mit Experimenten den Weg für die bemannte Mission ebnen.

Die Reise
Transportmittel: Atlas V-401
Startort: Cape Canaveral Air Force Station, Florida (USA)
Landedatum: 18. Februar 2021
Landeort: Jezero-Krater

Die Fakten
geplante Missionsdauer: mindestens ein Marsjahr (687 Erdtage)
Gewicht: 1,025 kg
Länge: 3 m
Höhe: 2,2 m

Bildergalerie

  • Für eines der zehn Perserverance-Antriebssysteme wurde ein maxon BLDC-Motor mit einem speziellen Planetengetriebe kombiniert.

    Bild: maxon

  • Hohe Drehmomente: Die Flachmotoren von maxon eignen sich besonders für begrenzte Platzverhältnisse.

    Bild: maxon

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