Vom ersten Rover bis zur Mars-Drohne - Polydrive
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maxon Antriebe auf dem Roten Planeten
Vom ersten Rover bis zur Mars-Drohne
Mehr als 100 Elektromotoren von maxon sind bisher auf dem Roten Planeten eingesetzt worden und haben
kosmischer Strahlung, Staubstürmen und Temperaturschwankungen getrotzt. Mit dem Perseverance-Rover
fliegen erneut Präzisionsantriebe zum Mars. Das Erfolgsrezept bleibt gleich: Industrielle Standardprodukte.
» Stefan Roschi, maxon Group
Marsmissionen ohne maxon Antriebssyste- nen nötig, damit die Produkte den harschen Marsmission ausreichen würde, war man sich
me – undenkbar! In den letzten zwei Jahr- Bedingungen trotzen können. Doch die Basis zu dieser Zeit aber nicht. Schliesslich fehlten
zehnten sind die DC-Motoren in praktisch der Konstruktionen unterscheidet sich nicht. die Erfahrungswerte. Und die Anforderungen
allen erfolgreichen Robotermissionen einge- waren beachtlich: Starke Erschütterungen
setzt worden. Mehr als 100 Stück befinden Mit 11 DC-Motoren ins Ungewisse beim Raketenstart, Vakuum und kosmische
sich inzwischen auf dem Roten Planeten und Das war bereits 1997 so, als zum ersten Mal Strahlung während der Reise, eine harte Lan-
die Zahl wird weiterwachsen, sobald der in der Geschichte ein Fahrzeug auf der Mars- dung auf dem Mars und schliesslich Staubstür-
NASA-Rover Perseverance 2021 seine Arbeit oberfläche herumkurvte, Bilder schoss und
aufnimmt. Dabei machen Space-Missionen den Boden untersuchte. Der Sojourner Rover
nur einen kleinen Teil der Projekte von ma- der NASA, mit sechs Rädern und einem Ge-
maxon – Beitrag zur
xon aus. Die meisten DC- und BLDC-Moto- wicht von nur 11 Kilogramm, sollte damals
Space-Revolution
ren, Steuerungen, Getriebe und Encoder des ein relativ günstiges Experiment werden.
Schweizer Unternehmens landen in medizi- Entsprechend setzte man auf möglichst vie- Heute darf maxon zu Recht behaupten, ein
nischen Anwendungen, in der Industrieauto- le industrielle Standardprodukte – so wie die wichtiger Lieferant für Weltraum-Projekte zu
mation oder in der Robotik. 11 DC-Motoren, die für Antrieb, Lenkung und sein. Die Schweizer Antriebssysteme finden sich
Wieso also ist maxon ein so wichtiger die Bedienung wissenschaftlicher Instrumen- in Satelliten, regulieren Raketentriebwerke oder
kommen auf der internationalen Weltraumsta-
Lieferant für Weltraum-Projekte? Die kurze te sorgten. Die maxon Antriebe mit ihrem ty-
tion ISS zum Einsatz. Der Erfolg kommt nicht
Antwort lautet: Wegen der hohen Qualität der pischen eisenlosen Rotor und der rautenför-
von ungefähr. Über die Jahre haben die maxon
Standardprodukte. Alle Antriebe, die bisher migen Wicklung waren leistungsstärker und
Ingenieurinnen und Ingenieure viel gelernt – vor
auf dem Mars eingesetzt worden sind, basie- dynamischer als herkömmliche DC-Motoren. allem durch die enge Zusammenarbeit mit
ren auf Katalogprodukten, die auf der Erde Zudem modifizierten die Ingenieure von ma- den Kunden, insbesondere das Jet Propulsion
in allen möglichen Anwendungen eingesetzt xon die Bürsten und den Schmierstoff. Wirk- Laboratory JPL, das im Auftrag der NASA alle
werden. Natürlich sind jeweils Modifikatio- lich sicher, ob dies alles für eine gelungene unbemannten Missionen handhabt. Dadurch
konnten die Qualitätsstandards sukzessive ge-
steigert und neue Prüfverfahren und Prozesse
p+ erarbeitet werden.
Bei maxon handhabt inzwischen ein spezia-
lisiertes Team alle Space-Projekte. Doch das
Prinzip hinter den Lösungsansätzen für die
verschiedensten Anwendungen ist nach wie vor
dasselbe: Das Standard-Katalogprodukt wird
modifiziert und getestet, bis es alle Anforderun-
gen komplett erfüllt. Dieser Ansatz spielt eine
wichtige Rolle in der aktuellen Revolution bei
Weltraummissionen. Hochpreisige Spezial-
produkte werden vermehrt durch modifizierte
Industrieprodukte ersetzt. Das führt zu günsti-
geren Projekten, die wiederum einer grösseren
Gruppe den Zugang zum Weltraum ermöglichen.
Für diesen «New Space»-Markt wird maxon in
Zukunft noch viele spannende Anwendungen
maxon Group
Neun Exemplare dieses EC 32 flat entwickeln dürfen.
sind im Perseverance-Rover zu finden.
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MARS-MISSIONEN A NT RIEB SELE M E NT E 15
me sowie Temperaturschwankungen von -120
bis 25 Grad Celsius. Doch die Mission wurde zu
einem Erfolg – und maxon weltbekannt.
Bei den Raumfahrtagenturen steigerte
sich der Drang, weitere Erkundungsmissi-
onen zum Roten Planeten zu unternehmen.
Schliesslich galt es, Antworten zu finden auf
Fragen wie: Gibt es Wasser oder Eis auf dem
Mars? Existiert Leben oder könnte es zumin-
dest früher Leben gegeben haben? Und: War-
um haben sich die Nachbarplaneten Erde und
maxon Group
Mars derart unterschiedlich entwickelt?
Die modifizierte Antriebskombination aus einem bürstenlosen DC-Motor EC 20 flat und dem
Ein Duo übertrifft alle Erwartungen Getriebe GP 22 UP kommt im NASA-Rover zum Einsatz.
Nach dem Erfolg von Sojourner entschied die
NASA, gleich zwei weitere wissenschaftliche
Untersuchungsroboter ins All zu schicken: senschaftler und Wissenschaftlerinnen be- 2008 zum Einsatz, als die NASA die nächs-
die Zwillingsrover Opportunity und Spirit. deutete diese Mission ein wahrgewordener te Mission zum Roten Planeten schickte: Die
Sie spielten in einer anderen Liga als Sojour- Traum: Jetzt konnten sie mit Hilfe der Rover stationäre Sonde Phoenix. Diese suchte nach
ner, waren je 185 Kilogramm schwer und nachweisen, dass einst flüssiges Wasser auf gefrorenem Wasser und fand es schliesslich
mit Instrumenten versehen, die den Boden dem Roten Planeten existiert haben musste in einer Bodenprobe, die zur Analyse erhitzt
abbürsten und Marsgestein anbohren konn- – eine Voraussetzung für Leben. wurde. maxons Antriebe richteten dabei die
ten. Im Januar 2004 landeten die Fahrzeuge maxon hatte einen wichtigen Beitrag ge- Solarpanels der Sonde aus und bewegten
unabhängig voneinander auf dem Planeten leistet: Je 35 bürstenbehaftete DC-Motoren den Roboterarm.
und starteten ihre Mission, die mindestens mit einem Durchmesser von 20 respektive
drei Monate dauern sollte. Spirit arbeitete 25 Millimetern waren in den Fahrzeugen ver- Ein Motor hämmert sich
schlussendlich sechs Jahre lang, bevor er baut und für Antrieb, Steuerung oder den Ro- durch den Marsboden
im Sand steckenblieb. Zwilling Opportuni- boterarm zuständig. Weitere acht Elektroan- Seit damals hat sich technisch viel getan. Heu-
ty brachte es auf 15 Jahre und legte dabei triebe wurden in der Landeeinheit der Rover te befinden sich zwei weitere Roboter auf dem
mehr als 45 Kilometer zurück. Für die Wis- verwendet. Ähnliche Motoren kamen auch Mars: Zum einen der Curiosity Rover, der be-
Sojourner Spirit & Opportunity Phoenix Curiosity
Der erste Rover auf dem Mars Die Zwillingsrover landeten im Die fix stationierte Marssonde Der aktuell grösste Rover landete
landete am 4. Juli 1997. Januar 2004 auf dem Mars. Spirit landete am 25. Mai 2008 auf dem im August 2012 auf dem Mars und
Einsatzdauer: drei Monate. sammelte sechs Jahre lang Mars, um Gesteinsproben aus dem übertraf seine Vorgänger nicht nur
maxon lieferte elf DC-Motoren Daten, Opportunity war 15 Jahre Boden zu holen und zu analysie- in technischer Hinsicht. Curiosity ist
mit einem Durchmesser von aktiv und legte über 45 Kilometer ren. Einsatzdauer: Fünf Monate. so gross wie ein Kleinfahrzeug,
16 Millimetern für die Antriebe, zurück. Beide Rover wurden mit maxon lieferte neun bürstenbehaf- 900 Kilogramm schwer und wird
die Lenkung und die wissen- 35 maxon Antrieben ausgerüstet. tete DC-Motoren des Typs RE 25 angetrieben durch eine Radionuk-
schaftlichen Geräte. Sie hielten Temperaturschwan- mit speziellen Kugellagern für die lidbatterie. maxon bestückte ihn
NASA/JPL-Caltech
kungen von -120 bis +25 Grad Ausrichtung der Solarpanels sowie mit präzisen Encodern, die auf den
problemlos aus. für den Roboterarm. Antriebsachsen angebracht sind.
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Start: 2200
Mehr als 50 Antriebssysteme
von maxon befinden sich im
ExoMars Rover, der von der
Europäischen Weltraumorgani-
sation ESA zum Mars geschickt
wird. Der Rover mit dem
Namen «Rosalind Franklin»
sollte ursprünglich schon
2018 starten. Die Mission
Insight Mars2020 ExoMars wurde dann aber auf 2020
Die stationäre Sonde landete Ende Der Perseverance-Rover soll im Im ExoMars-Rover, der 2022 zum verschoben und ist inzwischen
2018 auf dem Roten Planeten. Februar 2021 auf dem Mars Mars fliegen soll, stecken 17 für das Jahr 2022 vorgesehen.
RE 25 Motoren waren für das ankommen. Mit dabei sind zehn verschiedenen Konfigurationen Verschiedenste Kombinati-
onen von Antriebssystemen
Ausfahren der Solarpanels bürstenlose DC-Motoren (neun aus bürstenbehafteten oder
aus DC-Motoren, Getrieben
zuständig. Zudem kommt ein EC 32 flat und ein EC 20 flat in bürstenlosen DC-Motoren in
und Encodern sind für die
DC-Motor DCX 22 zum Einsatz, Kombination mit einem Planeten- Kombination mit Getrieben, Brem- Fortbewegung und Steuerung
der die Temperatursonde getriebe GP 22 UP). Auch der sen und Encodern. Der Rover soll des Rovers nötig, treiben
(Maulwurf) bis zu fünf Meter in Mars-Helikopter, der an der mit einem 2 Meter langen Bohrer den Bohrer an, bewegen die
NASA/JPL-Caltech
den Boden hämmern soll. Unterseite des Rovers mitreist, ist Bodenproben entnehmen und Solarpanels, den Kamerakopf
mit maxon Antrieben bestückt. diese vor Ort analysieren. und vieles mehr.
züglich Grösse und Messgeräten alle bisherigen Das nächste Abenteuer steht an und ein EC 20 flat in Kombination mit einem
Missionen in den Schatten stellt. Das Gefährt Derzeit blicken die Mitarbeitenden von maxon Planetengetriebe GP 22 UP. Die maxon Ingeni-
ist seit 2012 im Einsatz, fast eine Tonne schwer einmal mehr gespannt Richtung Mars: 2020 eure haben die Antriebe über mehrere Jahre
und mit zehn Instrumenten ausgestattet. In schickt die NASA den Rover Perseverance, mit modifiziert und ausführlich getestet – zusam-
diesem Projekt ist maxons Beitrag zwar klein, dessen Hilfe Spuren von ehemaligem Leben men mit den Spezialisten vom Jet Propulsion
aber wichtig. Schliesslich stellte das Unterneh- gefunden werden sollen. Seine wichtigste Auf- Laboratory JPL, das im Auftrag der NASA alle
men MR-Encoder zur Verfügung, die für die gabe besteht darin, Bodenproben zu nehmen, unbemannten Missionen handhabt.
Steuerung der Motoren nötig sind. sie in Behältern zu versiegeln und so zu plat-
Ende 2018 landete zudem die nächste zieren, dass sie von einer späteren Mission zur Nur fliegen ist schöner
stationäre Sonde InSight auf dem Mars. Die Erde zurückgebracht werden können. Für die Der Perseverance Rover wird am 18. Februar
NASA-Ingenieure verwendeten für das Aus- Handhabung der Proben im Innern des Rovers 2021 auf dem Mars landen – aber nicht al-
fahren der Solarpanels die bewährten RE 25 werden mehrere BLDC-Motoren von maxon lein. Im Gepäck hat er die Helikopter-Drohne
Motoren, die bereits in den Zwillingsrovern eingesetzt. Sie sind unter anderem im kleinen Ingenuity. Die Drohne wiegt 1,8 Kilogramm,
Spirit und Opportunity steckten. Gleichzeitig Roboterarm verbaut, der die Proben von Sta- ist solarbetrieben und soll auf kurzen Flügen
kam zum ersten Mal ein neuer, bürstenbehaf- tion zu Station navigieren wird. Auch bei der Luftbilder schiessen. Mit diesem Experiment
teter DCX-Antrieb zum Zug, mit dessen Hilfe Versiegelung der Probenbehälter und deren wird in erster Linie das Konzept für weite-
eine Temperatursonde (genannt Maulwurf) Platzierung kommt maxon zum Einsatz. re Drohnen getestet. Und wen wundert’s:
mehrere Meter in den Marsboden gehämmert Natürlich basieren auch diese Antriebe auf Auch in diesem Gerät ist maxon drin. Sechs
werden soll. Standard-Katalogprodukten – neun EC 32 flat bürstenbehaftete DCX-Motoren mit einem
Durchmesser von 10 Millimetern steuern die
Neigung der Rotorblätter und somit die Flug-
DCX 10 Antriebe, von richtung. Falls der Helikopter abhebt, wird
denen sechs Stück im maxon erneut Teil einer grossartigen Inge-
Mars-Helikopter nieursleistung auf dem Mars sein – 24 Jahre
eingesetzt werden. nach Sojourner. «
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maxon motor ag
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