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antriebstechnik 10/2021

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antriebstechnik 10/2021

LINEARTECHNIK

LINEARTECHNIK LINEARANTRIEB ASTRONOMISCHE PRÄZISION Auf La Palma beobachten Astronomen durch zwei Weltraumteleskope die Cherenkov-Strahlung, ausgelöst durch Explosionen in Milliarden Lichtjahren Entfernung. Kugelgewindetriebe von Eichenberger richten die Teleskope in Sekundenschnelle präzise auf die astronomischen Phänomene aus. DIE IDEE Der Blick ins Weltall fasziniert die Menschheit schon immer. Dem Funkeln in der Nacht wohnt eine Schönheit inne, die uns sofort zugänglich ist. Der Blick, den Wissenschaftler ins Firmamament werfen, ist etwas nüchterner. Kugelgewinde des Schweizer Gewindespezialisten Eichenberger in Teleskopen auf der Insel La Palma unterstützen die Forscher. Mit beeindruckender Geschwindigkeit erlauben rund 4 000 Kugelgewindetriebe einzigartige Einblicke in den Kosmos. MAGIC I und II (Major Atmospheric Gamma-Ray Imaging Cherenkov Telescopes) werden die beiden grössten Luft-Cherenkov Teleskope der Welt genannt. Die Schwesternteleskope stehen in ca. 2 300 m Höhe auf dem höchsten Berg der kanarischen Insel La Palma, in einer Entfernung von 85 m. Der schroffe Grat einer gewaltigen Vulkanreihe im Norden der Insel heisst Roque de los Muchachos, was auf Deutsch «Turm der Jungs» heisst. Auf dem Roque de los Muchachos liegen nahezu ideale Bedingungen für astronomische Beobachtungen und Forschung vor. Wolken, die der Passatwind aus dem Nordosten bringt, bleiben an der Nordostflanke des Berges hängen. Die Teleskope dagegen stehen im Nordwesten, hoch über dem Ozean. Die trockene und fast partikelfreie Luftschicht auf 2 400 m Höhe und die geringe Lichtverschmutzung auf La Palma tun ihr Übriges und ermöglichen hervorragende Bilder des Sternenhimmels über installierte Kameras und Teleskope. AUF DER SUCHE NACH DEM BLAUEN LICHT Die Astronomen können ihre Beobachtungsobjekte nicht direkt sehen, sondern nur die hochenergetische Gammastrahlung, die in ihrer Nähe entsteht. Deren Partikel, soge- Ursula Schädeli ist Mitarbeiterin für Marketing bei der Eichenberger Gewinde AG in Burg (Schweiz) „Bei Eichenberger ist eine äußerst rationelle, schnelle Fertigung die Regel. Prototypen, falls nötig inklusive Gewinderoll-Werkzeug, können innerhalb kurzer Zeit hergestellt werden. Das ist nur möglich, weil Entwicklung, Produktion, Qualitätsmanagement und Vertrieb inhouse perfekt ineinandergreifen. Dank dieses Faktors lässt sich flexibel und wettbewerbsfähig produzieren. Auf Anfrage erarbeitet Eichenberger heute außergewöhnlichste Kundenlösungen. Im äußerst wirtschaftlichen Kaltrollverfahren wird das Unmögliche realisiert. Die Kugelgewindetriebe in den Teleskopen auf La Palma sind dafür gute Beispiele.“ Hansruedi Hager, Geschäftsführer, Eichenberger Gewinde AG, Burg (CH) 14 antriebstechnik 2021/10 www.antriebstechnik.de

nannte Gammaquanten, bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit auf gerader Linie durchs Universum. Und das ist es, was so fasziniert: Wenn die Teilchen, Gammaphotonen genannt, teils nach Milliarden von Jahren langer Reise durch den Kosmos die Erde erreichen, können die Wissenschaftler auf ihren Entstehungsort und die Entstehungsumstände rückschließen. Forscher erhoffen sich dabei auch Hinweise auf mögliche Abweichungen von Einsteins Relativitätstheorie. Die Photonen prallen in circa acht Kilometer Höhe auf die Erdatmosphäre und beginnen dort mit den Molekülen der Luft in Wechselwirkung zu treten. Zu unserem Glück, denn Gammastrahlen sind energiereich und würden uns Menschen umbringen. So aber entsteht eine Kettenreaktion mit spannenden Folgen: ein ungefährlicher Teilchenschauer. Diese Teilchen fangen die Wissenschaftler mit den MAGIC-Teleskopen ein. Weil die Photonen sehr schnell sind, entstehen blaue Blitze. Dieses Licht nennt man Cherenkov-Licht. Die Teleskope sind nach dem sowjetischen Physiker Pawel Cherenkov, der das Phänomen in den Dreißigerjahren des vorigen Jahrhunderts entdeckt hatte, benannt worden. KALTGEROLLTE KUGELGEWINDETRIEBE RICHTEN TELESKOPE AUS Auf La Palma wird also die Lufthülle der Erde zu einem gigantischen Teilchen-Detektor umfunktioniert. Innerhalb weniger Sekunden können zwei Teleskope auf jeden beliebigen Punkt am Firmament fokussiert werden. Dass sich die Teleskope so schnell auf die Quelle des Gammablitzes ausrichten können, verdanken sie ihren leistungsstarken Antriebslösungen mit Gewindetrieben und deren verhältnismäßig geringem Gewicht. Pro Teleskop sind 947 Aluminiumspiegel-Segmente auf Trägerplatten montiert und ergeben 247 m² Spiegelfläche. Jede der fast tausend 50 × 50 cm großen Spiegelplatten wird auf zwei Seiten von einem erstaunlich flinken und strapazierfähigen Kugelgewindetrieb Typ Carry 12 × 2 mm angetrieben. Enorm präzise und verblüffend schnell richten die kaltgerollten Kugelgewindetriebe die einzelnen Spiegel auf einen vorjustierten Laserpunkt aus. Die elektrisch aktivierten Kugelgewindetriebe vom Typ Carry setzen die Drehbewegung der Motoren in eine Linearbewegung um. Die Lebensdauer der rund 4 000 Gewindetriebe ist maßgeblich. Eichenberger gewährleistet verschleissfreie Produkte mit hohem Wirkungsgrad, die über einen langen Lebenszyklus hinweg eine hohe Wertbeständigkeit bieten. Platzsparende Bauweise, hohe Steigungswinkel und geringes Gewicht ermöglichen kleine Motoren. Durch innovative Details und spezielle Herstellverfahren schafft der Gewindespezialist Eichenberger die Voraussetzung für maximale Dynamik. Gammablitze sind für das menschliche Auge unsichtbar. Sie von der Erde aus anzupeilen, ist eine schwierige Aufgabe. Sie können jederzeit irgendwo am Himmel aufleuchten und rasch wieder verschwinden. Deswegen setzen die MAGIC-Teleskope auf ein vollautomatisches System, um Satellitensignale zu verarbeiten. Tatsächlich sind die MAGIC-Konstruktionen riesig. Mit jeweils 17 m Durchmesser sind es die weltweit größten Teleskopspiegel überhaupt und trotzdem sind es zugleich die flinksten. Jedes der beiden 70 t schweren Instrumente lässt sich in weniger als 20 sec in jede beliebige Position drehen. SCHNELLIGKEIT UND PRÄZISION Die Astrophysik befasst sich mit den physikalischen Grundlagen der Erforschung von Himmelserscheinungen und ist ein Teilgebiet der Astronomie. Verschiedene technologische Entwicklungen aus diesen Beobachtungen haben ihren Weg in unseren Alltag oder in andere wissenschaftliche Gebiete (Medizin, Biologie, Materialforschung) gefunden. Es entstanden eine Menge konkreter technischer Anwendungen und auf die Zukunft können wir 4000 dieser Kugelgewinde triebe richten die Teleskope in hoher Geschwindigkeit aus erst recht gespannt sein. Die kostspieligen MAGIC-Beobachtungen lohnen sich also sehr. Circa 150 Wissenschaftler aus 24 Einrichtungen in neun europäischen Ländern gehören zur MAGIC- Kollaboration. Die Nachfrage für Beobachtungszeit bei MAGIC ist bei 150 Astroforschern immer grösser als das Zeitangebot. Die blauen Blitze verglühen nach ein paar Milliardstel Sekunden in der Atmosphäre. Doch die MAGIC Teleskope sind sensibel und schnell genug, um den Effekt am Himmel über La Palma beobachten zu können. Solche Momente ereigneten sich z. B. im Juli 2018 oder Januar 2019, als zwei heftige Explosionen in Milliarden von Lichtjahren entfernten Galaxien das hellste Licht im Universum erzeugten. Astronomen gerieten in große Aufregung und mehr als 300 Wissenschaftler untersuchten das ultrahoch-energetische Licht. Anscheinend entstand das Licht beim Nachglühen und nicht bei der Supernova-Explosion selbst. Wenn in solchen Momenten nicht blitzschnell regiert werden kann, gehen einmalige Chancen für neue, bedeutende Erkenntnisse verloren. Die Zuverlässigkeit der mechanischen Antriebselemente ist also unabdingbar. Der Schweizer Kugelgewindetrieb Typ Carry stellt enorme Leistungskraft (Wirkungsgrad > 0,9) bei hoher Funktionssicherheit und Robustheit sicher. Trotz widrigster Wetterbedingungen und starker Temperaturunterschiede erfüllt der kaltgerollte, belastungsstarke Carry zuverlässig seinen Auftrag. Fotos: Aufmacher: Frank Vincentz, Wikipedia; 01:Eichenberger www.eichenberger.com Ihr Spezialist für Teleskopschienen im Schwerlastbereich Technische Beratung unter: Tel. +49 (0)89 27399605 · info@profilscope.de www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2021/10 15