Auf Tuchfühlung mit der Sonne

Ohne Sonne gäbe es keine Erde und kein Leben. Trotzdem wissen wir nur wenig über unseren nächsten Stern. Das soll sich ändern. 2018 schickt die ESA den Solar Orbiter ins Weltall – ausgerüstet mit einem dicken Hitzeschild.

Es ist eine schüchterne Annäherung. Schritt für Schritt verändert die Raumsonde Solar Orbiter ihre Umlaufbahn und verringert durch Swing-bys bei Venus und Erde den Abstand zur Sonne, bis dieser nur noch 45 Millionen Kilometer beträgt. Kein Fluggerät war ihr je so nah. Der Weg zurück zur Erde wäre dreimal so lang.
 
Es ist kein angenehmer Ort für Solar Orbiter. Von vorne brennt die Sonne unerbittlich und lässt die Temperaturen auf bis zu 520 °C ansteigen. Alle anderen Seiten sind von der ewi-gen Kälte des Weltalls umgeben.

Geheimnis der Sonneneruptionen
Solar Orbiter ist ein Projekt der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in Zusam-men­arbeit mit der US-Behörde NASA und soll ein wichtiger Meilenstein in der Erforschung der Sonne sein. Obwohl sie für die Entwicklung der Planeten unseres Systems verantwort-lich ist und unser Wetter wie auch das Leben allgemein beeinflusst, wissen wir viel zu wenig über sie. Was steckt zum Beispiel hinter den Sonnenwinden? Was löst Sonneneruptionen aus? Und wie bildet sich die Heliosphäre, diese Blase aus geladenen Partikeln, die sogar über unser Sonnensystem hinausreicht?

Bis die Wissenschaftler Antworten auf diese Fragen erhalten, dauert es noch eine Weile. 2018 soll die Raumsonde mit einer US-Rakete starten, dann wird sie drei Jahre unterwegs sein, bis sie schliesslich mit ihrer Arbeit beginnen kann. Solar Orbiter wird neue Blicke auf die Sonne freigeben, auf ihre Oberfläche und Polkappen. Dafür ist sie mit rund einem Dut-zend Kameras und Messinstrumenten ausgestattet. Einige dieser Systeme und Subsyste-me werden in Lausanne (Schweiz) entwickelt und gebaut. Die Firma Almatech beteiligt sich unter anderem an STIX, einem Röntgenstrahlenteleskop, welches Sonneneruptionen be-obachten und neue Erkenntnisse liefern soll über die Beschleunigung von Elektronen und deren Transport in die Tiefen des Weltalls.

Eine Sonnenbrille für die Instrumente
Wie der Mensch nicht direkt in die Sonne blicken sollte, so müssen auch Messinstrumente geschützt werden. Schliesslich ist die Bestrahlungsintensität an Bord von Solar Orbiter 13 Mal so hoch wie auf der Erde. Für die primäre Abschirmung der Hitze ist ein Hitzeschild zuständig, der immer der Sonne zugewandt bleibt. Er hat einzelne Gucklöcher, die während der Messungen geöffnet werden, um den Instrumenten den Blick auf die Sonne freizuge-ben. In diesen Phasen braucht es trotzdem noch eine Dämpfung gegen die Strahlung. Im Falle von STIX sind dies ein Berylliumfilter und ein Aluminiumnetz, das während der Phasen einer Sonneneruption vor die 32 Detektoren geschoben werden kann – mit Hilfe von zwei RE 13 Motoren. Die beiden DC-Mikroantriebe sind parallel platziert. Sie können gemeinsam oder einzeln betrieben werden, was einen Betrieb über zehn Jahren sicherstellt. So lange soll die Mission dauern.

Bei Almatech sind vier Ingenieure permanent mit dem Detektorsystem, genannt STIX-DEM, beschäftigt. «Es ist eine Herausforderung, ein Gerät zu entwickeln, das nie zuvor gebaut worden ist, und gleichzeitig durch Tests die zuverlässige Funktionsfähigkeit zu beweisen», sagt der Senior Project Manager Fabrice Rottmeier. «Gleichzeitig ist es motivierend, bei einem wissenschaftlichen Programm dabei zu sein, welches den Fragen zum Ursprung des Universums und des Lebens nachgeht.»

«Es ist eine Herausforderung, ein Gerät zu entwickeln, das nie zuvor gebaut worden ist.»

Leichte Antriebe als Vorteil

Entscheidend bei Weltraumprojekten ist das Gewicht. Hier spielen die maxon Motoren ihre Vorteile aus. Rottmeier sagt: «Mit den Antrieben von maxon konnten wir eine Abschirmung bauen, die weniger als 200 Gramm wiegt und Vibrationen wie etwa beim Start ohne Probleme übersteht.» Zudem sei bei der Motorenfrage die Zuverlässigkeit und bekannte hohe Qualität von maxon motor ausschlaggebend gewesen. Und: «Der Support durch ihre Ingenieure ist sehr flexibel und toll.»

 © maxon motor ag

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