Die NASA sendet in den nächsten 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 soll. Die Präzisionsmotoren der Maxon Motor AG sind dabei für mehrere missionskritische Aufgaben zuständig.
In praktisch allen erfolgreichen Robotermissionen auf dem Mars der letzten drei Jahrzehnte kamen laut des Antriebsspezialisten Elektromotoren aus der Schweiz zum Einsatz. Inzwischen befinden sich mehr als 100 Stück auf dem Roten Planeten und es dürften bald mehr werden: Am 22. Juli öffnet 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.
Zusammenarbeit über mehrere Jahre
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, 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 Spezialisten vom 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 Spacelabs bei Maxon. „Inzwischen besitzen wir ein sehr breites Space-Wissen und haben Qualitätsprozesse aufgebaut, welche die Erwartungen der Industrie erfüllen. Davon profitieren 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 Oberfläche des Mars, wo die Temperaturen zwischen –125 und +20 Grad Celsius schwanken und überall Staub eindringt.
Rover und Drohne erkunden den roten Planeten
Der Perseverance Rover wird voraussichtlich am 18. Februar 2021 auf dem Mars landen – aber nicht allein. An der Unterseite des Gefährts montiert ist eine Helikopter-Drohne namens Ingenuity. Diese wiegt 1,8 kg, 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 involviert. Sechs bürstenbehaftete DCX-Motoren mit einem Durchmesser von 10 mm 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 hier auf 30 km Höhe 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.“
Maxon Motor AG
Brünigstrasse 220
CH-6072 Sachseln
