Anlässlich unseres 100-jährigen Bestehens präsentieren wir – elektrotechnik AUTOMATISIERUNG – die Pioniere der industriellen Automation. In einer exklusiven Berichtserie zeigen wir deren Errungenschaften. Mit den Wegbereitern der Automation lassen wir Technologien und Entwicklungen Revue passieren, betrachten die Gegenwart und wagen einen Blick in die Zukunft!

Antrieb

600 Meter unter dem Eis

| Autor / Redakteur: Anja Schütz* / Katharina Juschkat

Das Team der Forschungsorganisation British Antarctic Survey arbeitet an einer neuen Technologie, die es ermöglicht, viel schneller ins Eis vorzudringen.
Das Team der Forschungsorganisation British Antarctic Survey arbeitet an einer neuen Technologie, die es ermöglicht, viel schneller ins Eis vorzudringen. (Bild: BAS/Maxon Motor)

Die kilometerdicke Eisschicht der Antarktis birgt viele Geheimnisse in sich. Wissenschaftler erkunden seit Jahrzehnten die Geschichte des Weltklimas anhand von Eisbohrungen. Ein Team der Forschungsorganisation British Antarctic Survey (BAS) mit ganz neuer Technik.

Die britische Forschungsorganisation British Antarctic Survey (BAS) hat fünf Forschungsstationen in der Antarktis, fünf Flugzeuge, zwei Eisbrecherschiffe und jede Menge Wissenschaftler, die im ewigen Eis forschen. BAS ist das weltweit größte Forschungscenter für polare Forschung.

Das „Ice Dynamics and Palaeoclimate“-Team entwickelt eine neue Technologie (RAID = Rapid Access Isotope Drill) für Eisbohrungen. Eine Technik, die es ermöglicht, viel schneller ins Eis vorzudringen. Konventionelle Eisbohrungen dauern dagegen sehr lang. Die 3,4 Kilometer tiefe Bohrung am Dome Concordia in der Ostantarktis nahm zum Beispiel fünf Jahre in Anspruch. Und brachte 800 000 Jahre altes Eis zu Tage. Der bislang tiefste Einblick in die Vergangenheit der Erdatmosphäre.

Bohrung dauert 7 Tage statt 2 Monate

Doch manchmal bringen so tiefe Eisbohrungen keine großen Ergebnisse – nämlich dann, wenn an der falschen Stelle gebohrt wird, erklärt Julius Rix, Ice Core Drilling Engineer bei BAS. Mit der neuen Technologie wird es laut Robert Mulvaney, Wissenschaftlicher Leiter des Forschungsteams, möglich sein, vor großen Bohrungen mehrere kleine Bohrungen in rund 600 Meter Tiefe zu machen und Eisproben an die Oberfläche zu befördern. Eine Bohrung in diese Tiefe dauert nur rund sieben Tage, bei einer herkömmlichen Bohrung wären das zwei Monate.

Die Dicke des Eises und die Erdwärme lassen dann darauf schließen, ob es sich lohnt, Tiefenbohrungen zu machen. „Es ist alles sehr spannend, denn noch nie zuvor hat jemand probiert, so schnell Eislöcher in der Antarktis zu bohren“, erklärt Mulvaney begeistert.

Standardprodukt in der Antarktis

„Es erwies sich als schwierig, einen leistungsstarken kleinen Motor für unsere Anwendung zu finden“, sagt Rix. BAS fragte deshalb bei Maxon Motor UK nach einem starken Motor mit hohem Drehmoment an. Der Antrieb sollte bei konstantem Drehmoment die Geschwindigkeit variieren können. Eine Voraussetzung war auch die Größe – je kleiner, desto besser, denn der Antrieb muss in den relativ schmalen Bohrer passen. Nicht zu vergessen die harten Umweltbedingungen, die das Antriebssystem aushalten muss.

Die Ingenieure von Maxon machten den Vorschlag, einen bürstenlosen Maxon EC 45 mit 250 Watt und ein Planetengetriebe GP 52 zu verwenden – ein Standardprodukt. Es zeigte sich nach ersten Testbohrungen, dass das Standardprodukt problemlos den hohen Vibrationen und niedrigen Temperaturen standhält. Nur ein paar geringfügige Modifikationen waren erforderlich. „Maxon hat uns sehr geholfen, den richtigen Motor auszuwählen, und uns vorab Testmotoren zur Verfügung gestellt“, sagt Rix.

* Anja Schütz, Editor maxon motor ag

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