Digital Scout HMI 2021

You CAN get it...
Hardware und Software
für CAN-Bus-Anwendungen…
Experten von ESA und HADES für Produkte aus dem Programm ihres Sponsors
Faulhaber. Hier fanden sie relativ schnell den passenden Antrieb anhand der physikalischen
Anwendungsanforderungen. Diese waren beträchtlich: Als erstes muss
der Motor robust sein, um die enormen Kräfte und Vibrationen beim Raketenstart
und beim Wiedereintritt in die Atmosphäre auszuhalten. Vor allem bei letzterem
wird es auch in der Kapsel bei Außentemperaturen am Hitzeschild bis über 5000 °C
ziemlich heiß – nachdem sie im All extreme Temperaturen von -270 °C aushalten
musste und dem dort herrschenden Vakuum ausgesetzt war. All das darf die Motoren
nicht daran hindern, ihre Aufgabe zuverlässig und schnell zu erfüllen. Pro Sekunde
müssen sie auf ihrer Bewegungsachse bis zu viermal hin- und herfahren.
Dafür benötigen sie ein sehr starkes Hubmoment, da sie dabei gegen beträchtliche
Brems- und Fliehkräfte arbeiten müssen. Gleichzeitig ist Platz, wie immer in der
Raumfahrt, ein sehr knappes Gut. Die Motoren müssen also bei kleinsten Ausmaßen
Höchstleistung liefern.
HÖCHSTLEITUNG BEI KLEINSTEN
ABMESSUNGEN
Die Wahl fiel schließlich auf den DC-Servomotor LM 2070-12 (Bild 3), der in allen
wichtigen Punkten überzeugte und sich in den Tests als sehr zuverlässig erwies.
Zudem ließ sich die Motorsteuerung sehr leicht programmieren und ins Gesamtsystem
einbinden. Trotz der kompakten Statorabmessungen von 20 x 20 x 70 mm
(B x H x L) hat der kleine DC-Servomotor beachtliche mechanische Kennzahlen.
Die Dauerkraft des Läuferstabes beträgt 9,2 N, als Spitzen- bzw. Stoßkraft stehen
sogar bis zu 27,6 N zur Verfügung. Die robuste Gleitlagerung des Läuferstabes verkraftet
problemlos Geschwindigkeiten bis 2,8 m/s.
Getestet wurde die Stabilisierungslösung bisher in Klima- und Vakuumkammern
sowie im Windkanal der Genfer Uni. Dort wurde die Reaktion der Kapsel auf
den Luftwiderstand beim Flug durch die Atmosphäre simuliert. Dabei haben die
Linearmotoren zuverlässig die Fluglage stabilisiert. Der für März 2020 geplante
Praxistest mit echter Rückkehr aus dem Weltraum musste wegen der Corona-Krise
ins Frühjahr 2021 verschoben werden. Die Kapsel wird an Bord einer REXUS-Rakete
vom Esrange Space Centre im nordschwedischen Kiruna aufsteigen. Nach einer
Beschleunigung mit bis zu 20 g soll sie eine Spitzengeschwindigkeit von 4.300
km/h erreichen und sich durch diesen Schwung etwa 100 Kilometer von der Erdoberfläche
entfernen. Von dort wird dann die Weltraumkapsel, die später das Probenmaterial
enthält, zurückgeschickt. Über das Gelingen des Experiments informiert
http://hades-rexus.ch
Bilder: Aufmacher und 01 Hades, 02–04 Faulhaber
www.faulhaber.com
04
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