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!

Insight

Kleiner Motor rammt Sonde in Mars-Boden

| Redakteur: Lilli Bähr

An Bord der Robotersonde Insight befinden sich zahlreiche wissenschaftliche Instrumente, u.a. ein, vom DLR entwickeltes und gebautes Messgerät namens „HP3". Es soll den Wärmefluss im Marsboden messen und wird von Maxon-Motoren angetrieben.
An Bord der Robotersonde Insight befinden sich zahlreiche wissenschaftliche Instrumente, u.a. ein, vom DLR entwickeltes und gebautes Messgerät namens „HP3". Es soll den Wärmefluss im Marsboden messen und wird von Maxon-Motoren angetrieben. (Bild: ASA/JPL-Caltech)

Vor kurzem landete die Insight-Sonde auf dem Mars, die Erkenntnisse zur Entstehung von Felsplaneten liefern soll. Dafür wird u.a. eine Messsonde fünf Meter in den Marsboden gerammt, die mit Motoren von Maxon angetrieben wird.

Vor wenigen Tagen landete die Robotersonde Insight auf dem Mars. Der stationäre Lander wird während zwei Jahren verschiedene Messungen durchführen und wichtige Erkenntnisse über den Mars und die Entstehung der Erde liefern. Durchgeführt wird die Mission vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA.

Motor rammt „Maulwurf“ 5 Meter tief in den Boden

An Bord sind auch Gleichstrommotoren des Antriebsherstellers Maxon Motor. Eine kompakte Motor-Getriebe-Kombination mit einem Durchmesser von 22 mm kommt im Messgerät HP3 zum Einsatz, welches von der deutschen Raumfahrtorganisation DLR entwickelt worden ist und das Temperaturprofil des Planeten ermitteln soll. Konkret befindet sich der Antrieb in einem Bolzen, der von den Entwicklern „Maulwurf“ genannt wird. Dieser Bolzen dringt eigenständig fünf Meter tief in den Boden vor, indem der Motor mit jeder Umdrehung eine Feder spannt, die sich dann mit großer Wucht entlädt und einen Schlag nach unten auslöst. Auf diese Weise arbeitet sich der „Maulwurf“ nach und nach in die Tiefe vor – während mehreren Wochen.

So sieht die Antriebstechnik der Zukunft aus

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Wie sieht der elektrische Antrieb der Zukunft aus? Welche Entwicklungen im Hinblick auf Digitalisierung und Industrie 4.0 sind zu erwarten? Einen Überblick gibt das Dossier "Elektrische Antriebe" weiter...

Er zieht dabei ein Kabel mit, das mit Sensoren ausgestattet ist und den Forschern unter anderem helfen soll, den thermischen Zustand des Marsinneren zu bestimmen und Rückschlüsse auf seine Entstehung zu ziehen. Da der Mars ein Felsplanet wie die Erde ist, können die wissenschaftlichen Resultate auch einen Erkenntnisgewinn für unseren eigenen Planeten liefern. Bis Insight das Messgerät mit seinem Roboterarm auf dem Marsboden platziert, dauert es allerdings noch zwei bis drei Monate.

Antrieb muss Kräfte von über 400 g aushalten

Schon mehr als hundert Antriebe von Maxon haben sich dem Unternehmen zufolge auf dem Roten Planeten behauptet. Bei der jetzigen Insight-Mission sind aber noch weitere Herausforderungen auf die Ingenieure hinzugekommen. Denn um den Bolzen effektiv in den Boden zu treiben, muss der DC-Motor Kräfte von über 400 g aushalten – und dies mehr als 100.000 Mal. Es hat einige Variationen und fehlgeschlagene Tests benötigt, bis die richtige Lösung zur Hand war: Ein Standard-Motor DCX 22, der stark modifiziert wurde durch zusätzliche Schweißringe, Verschweißungen bei den Lagern und speziell gekürzte Bürsten. Das eingesetzte Getriebe GP 22 HD wiederum hat einzig eine Mars-spezifische Schmierung erhalten.

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DC-Motor fährt Solarpanels erfolgreich aus

Die Insight-Sonde wird während ihrer Missionsdauer durch zwei Solarpanels versorgt. JPL hat dafür Designs der erfolgreichen Phoenix-Mission verwendet, um Kosten zu sparen. Um die Solarpanels auszufahren, kommt deshalb ein DC-Motor von Maxon zum Einsatz, der schon vor einiger Zeit entwickelt worden ist: ein RE 25.

Diese DC-Motoren haben ihre Aufgaben offenbar bereits erfolgreich erledigt und die beiden Solarpanels der Sonde ausgefahren, die den Strom für die Mission liefern. Es handelt sich dabei um die gleichen Motorentypen, die bereits im NASA-Rover Opportunity eingesetzt werden, der seit mehr als 14 Jahren auf dem Mars aktiv ist.

Die ersten, von der Nasa-Sonde gesendeten Fotos sind im folgendem Video zu sehen:

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