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antriebstechnik 4/2016

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HANNOVER MESSE

HANNOVER MESSE 2016 Mission to Mars Robotersonde mit robuster Antriebstechnologie ausgestattet Um die Vergangenheit der Erde zu erforschen, nehmen Wissenschaftler seit Jahren schon den Planeten Mars unter die Lupe. In naher Zukunft entsenden sie eine Robotersonde, die den Puls und die Temperatur des Roten Planeten messen soll. Im Innern der Sonde: Ein Antrieb von Maxon, der aus einem DC-Motor und einem Planetengetriebe besteht. Fliegen Sie mit uns hoch hinaus. 42 antriebstechnik 4/2016

HANNOVER MESSE 2016 02 Für die Insight-Mission wurde der Antrieb vom Typ DCX 22 verstärkt, damit er starke Schläge unbeschadet überstehen kann 01 Techniker bereiten den Mars-Lander InSight in einem Reinraum für Antriebs- und Dichtetests vor 03 Das Getriebe vom Typ GP 22 HD ist robust und wird insbesondere bei Tiefenbohrungen eingesetzt Unsere Erde lebt, ist aktiv und verändert sich. Ihre Oberfläche ist seit den Anfängen des Planeten in Bewegung. Kontinentalplatten driften auseinander und nähern sich wieder an, Gebirge, Meere und Ebenen entstehen. Kein Stein bleibt auf dem anderen – wortwörtlich. Geologen müssen deshalb den Mars bereisen, wenn sie mehr über die Anfangszeit der Erde erfahren möchten. Denn auf dem Roten Planeten gibt es keine Kontinentalplatten und folglich kaum geologische Aktivitäten. Die Oberfläche ist immer noch so, wie vor vier Milliarden Jahren. Und trotzdem hat der Mars den gleichen Entstehungsprozess durchlebt wie die Erde, was ihn für Forscher besonders interessant macht. Beide wandelten sich durch Differenzierung von flüssigen Feuerkugeln zu terrestrischen Planeten, auch Felsplaneten genannt. Dabei sank schweres Metall in die Mitte, wo es den glühenden Eisenkern bildete. Darüber entstand der Mantel, welcher von der Kruste umschlossen wurde, die abkühlte und sich festigte. Auch Venus und Merkur gehören zu den Felsplaneten unseres Sonnensystems, während Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun zu den Gasriesen zählen. Technik ist Mars-kompatibel Um mehr über den Mars und dessen Aufbau und Struktur zu erfahren, hat die US-Weltraumbehörde NASA geplant, in naher Zukunft eine Robotersonde mit dem Namen „Insight“ (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) auf den Planeten zu schicken, die nach der Landung fix stationiert ist. Eines ihrer Instrumente wird seismische Aktivitäten aufzeichnen, die durch Beben oder Kometeneinschläge entstehen. Ein zweites Instrument, die Sonde vom Typ HP3, wird dann 5 m in den Boden eindringen und den Wärmeausstoß des Planeten messen. Es handelt sich dabei um einen Bolzen, den die Entwickler „Maulwurf“ nennen. „Dieser funktioniert, wie eine Art Nagel, der sich selbst in den Boden rammt“, sagt Judit Jänchen, Projektmanagerin bei der deutschen Raumfahrtbehörde und Entwicklerin der Sonde HP3. Im Innern des Maulwurfs befindet sich ein Antrieb von Maxon Motor, der aus einem Motor DCX 22 und einem Planetengetriebe GP 22 HD besteht und den hohen Anforderungen auf dem Mars gerecht werden muss. Denn die dort auftretenden Temperaturschwankungen und Sandstürme stellen die Technik vor große Herausforderungen. Hinzukommt, dass auf den DC-Motor Kräfte von bis zu 400 g einwirken. Das heißt, dass mit jeder Umdrehung des Motors eine Feder gespannt wird, die sich mit großer Wucht entlädt und einen Schlag nach unten auslöst. So treibt sich der Bolzen schrittweise eigenständig in die Tiefe. Dieser Vorgang dauert mehrere Stunden. Wenn das Gerät in der Tiefe angekommen ist, verbleibt es dort. Temperaturprofil bringt neue Erkenntnisse „Ein exaktes Temperaturprofil des Marsbodens ist ein fundamentaler Parameter zur Charakterisierung eines Planeten“ Die Messung geschieht durch ein mit Temperatursensoren bestücktes Kabel, das der Maulwurf mit nach unten zieht. Innerhalb von zwei Jahren soll so ein exaktes Temperaturprofil des Marsbodens erstellt werden, um den Oberflächenwärmefluss zu bestimmen. „Diese Größe ist ein fundamentaler Parameter zur Charakterisierung eines Planeten“, sagt Jänchen. Darüber hinaus wird die Eindringgeschwindigkeit des Maulwurfes Rückschlüsse auf die Porosität und Dichte des Bodens zulassen. Beide Resultate sind von großem Interesse für die terrestrische Geophysik. „Wir erhalten damit ein besseres Verständnis der Bildung und Evolution der Felsplaneten“, ergänzt Jänchen. Fotos: NASA/JPL, DLR/JPL www.maxonmotor.de antriebstechnik 4/2016 43

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