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Ausgabe 11/2018, 09.11.2018

Motoren aus Sachseln in der ersten Mars-Drohne

Der Innerschweizer Antriebshersteller Maxon Motor ist aus dem Weltraum nicht mehr wegzudenken. Seine speziell entwickelten E-Motoren waren schon in den Marsmissionen von 1997, 2004, 2008 und 2012 äusserst erfolgreich mit von der Partie. Kein Wunder, dass die US-Weltraumbehörde NASA wieder auf diese Antriebe setzt: In zwei Jahren schickt sie einen neuen Rover zum Roten Planeten. Mit dabei ist eine Hubschrauber-Drohne, die Luftbilder vom Mars schies­sen soll. Die Steuerung der Rotoren übernehmen Gleichstrommotoren aus Sachseln.

Im Moment parkt der Rover «Opportunity» zwar auf dem Mars, aber nicht etwa wegen seiner Antriebe. Die sind noch bestens in Schuss. Er wartet nur darauf, dass nach einem langdauernden Sandsturm wieder genug Sonnenlicht auf seinen Solarpanels ankommt, damit er seine Batterien aufladen, mit diesem Strom weiterfahren und dabei die Mars­oberfläche weiter erforschen kann. Parallel dazu arbeitet das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA bereits an der nächsten Rover-Mission mit Namen Mars 2020. Auf ihr wird mit dem Rover ein Hubschrauber auf den Roten Planeten geschickt. Er wird im Februar 2021 auf dem Mars landen und in den ersten 30 Missionstagen mehrere autonome Flüge unternehmen, die bis zu 90 Sekunden dauern. Erstmals werden wir damit auf der Erde Flugbilder vom Mars erhalten! Der Hubschrauber verspricht wegweisende Erkenntnisse für künftige Wissenschafts- und Entdeckungsreisen zum Mars. Die Drohne könnte künftig zum Beispiel als fliegendes Auge für Rover dienen, die Umgebung erkunden und den jeweils besten Weg ausfindig machen können.
Damit die kleine Drohne fliegt, braucht es eine enorme Ingenieursleistung. Denn die dünne Luft auf dem Mars ist etwa vergleichbar mit den Bedingungen, die auf der Erde in einer Höhe von 30 km herrschen. Der Hubschrauber muss also besonders leicht sein, was er mit 1,8 kg auch erfüllt. Damit kann er jedoch nur kleine Batterien tragen.
Dies setzt voraus, dass die verwendeten Komponenten extrem energieeffizient sind. Auf die Gleichstrommotoren von Maxon Motor trifft das zu. Die Antriebe haben sich bereits auf allen bisherigen Mars-Missionen bewährt und kommen deshalb jetzt auch im Hubschrauber von JPL zum Einsatz. Sechs präzise Kleinmotoren der DCX-Reihe mit einem Durchmesser von 10 mm sind für die Neigungskontrolle der Rotorblätter zuständig – also die Steuerung des Gefährts.
Das Hubschrauber-Antriebssystem wird von AeroVironment entworfen und gebaut, einem Experten für den Bau von Kleinstfluggeräten. Die Spezialisten von AeroVironment arbeiten dabei eng mit den Ingenieuren von Maxon zusammen. Nach einer einjährigen Entwicklungsphase ist die jetzt erfolgte NASA-Freigabe für das Hubschrauber-Projekt eine zusätzliche Motivationsspritze für die Antriebsspezialisten aus der Schweiz. «Erneut bei einem Mars-Pionierprojekt dabei zu sein, macht uns wahnsinnig stolz und glücklich», freut sich Eugen Elmiger, der CEO von Maxon Motor.    
Der Schweizer Antriebshersteller ist auch in weiteren Mars-Projekten involviert: zum Beispiel im ExoMars-Rover der europäischen Weltraumbehörde ESA – und zwar gleich mit mehr als 50 Antrieben, die unter anderem in den Rädern, dem Bohrkopf, der Analyseeinheit und dem Kameramast stecken. Auch dieses Projekt startet 2020. Bedeutend früher – am 26. November 2018 – landet die stationäre InSight-Einheit der NASA auf dem Roten Planeten, um die seismischen Aktivitäten und die Kerntemperatur des Planeten zu untersuchen. Ein starker und robuster DC-Motor aus der Innerschweiz treibt dabei die Messsonde von InSight fast fünf Meter tief in den Marsboden.  (msc)

maxonmotor.ch



Der Anstellwinkel der Rotorblätter des Mars-Helikopters wir von Kleinstmotoren von Maxon Motor kontrolliert. (Bild: NASA JPL)


Die Flugmodelle der Motoren vom Typ DCX 10 S, welche die Neigung der Rotorblätter kontrollieren. (Bild: maxon motor)