maxon Story

Luft- und Raumfahrt: maxon 400 km über der Erde im Orbit

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Die Internationale Raumstation (ISS) kreist schon seit mehr als 15 Jahren um die Erde. Die internationale Forschungsstation wird gemeinsam von der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA, der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos, der europäischen Weltraumagentur ESA und der Raumfahrtbehörden Kanadas (CSA) und Japans (JAXA) genutzt. 

Seit Inbetriebnahme der ISS im November 2000 haben 295 Astronaut:innen Zeit an Bord der Raumstation verbracht, um sie zu erweitern und unterschiedliche Forschungsprojekte durchzuführen. Seit 2001 konnten mehr als 900 Experimente aus 63 Ländern realisiert werden. So wird unter anderem erforscht, wie sich Pflanzen ohne Schwerkraft orientieren, warum der Mensch im Weltall Muskeln und Knochen abbaut und wie sich menschliche Immunzellen in der Schwerelosigkeit verhalten. Denn schon heute weiss man, dass das Immunsystem der Astronauten im All geschwächt ist. «Genauer gesagt, kann es mit dem schwächeren Immunsystem alter Menschen verglichen werden», erläuterte Alexandra Deschwanden, Leiterin des Biotesc-Teams an der Hochschule Luzern. Zwei Forschungsprojekte hat das Team Anfang Januar 2015 mit der SpaceX Dragon-Kapsel zur ISS geschickt. Technisches Equipment ist für die Experimente an Bord der ISS unentbehrlich, dazu gehören beispielsweise verschiedene Laborgeräte. Eine entscheidende Rolle spielen auch Roboter, die die Aufgaben von Astronaut:innen übernehmen oder ihnen assistierend zur Seite stehen. 

Experimenteller Roboter mit einzigartigem Fortbewegungssystem 

Ein solcher experimenteller Roboter namens «REX-J» (Robot Experiment on JEM) wurde von 2012 bis 2013 im japanischen Modul Kibo der ISS eingesetzt. Er wurde von der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA entwickelt. Das Kürzel steht für Japan Aerospace Exploration Agency. Ziel des Experiments war es, eine neue Generation von Robotern (Astrobots) zu entwickeln, die in der Lage sind, sich entlang der Aussenhaut der Raumstation und im Innern der ISS zu bewegen, Lasten zu transportieren oder auch Inspektionen durchzuführen. 

Die Einzigartigkeit des Roboters liegt in seiner speziellen Fortbewegungsart, welche auf einem Haltesystem mit Kabeln basiert. Die Kabel haken sich an den bereits vorhandenen Griffstangen der ISS ein, die den Astronaut:innen zur Sicherung bei notwendigen Ausseneinsätzen dienen. Der mobile Roboter verfügt über einen ausfahrbaren Arm an dessen Ende eine Roboterhand befestigt ist, welche die Kabel an bis zu drei verschiedenen Stellen anbringen kann. Dadurch ist der Roboter in der Lage, sich spinnenartig auf einer Oberfläche fortzubewegen. Der Roboter wird per Fernsteuerung von der Bodenstation aus bedient, so dass keine Unterstützung durch die ISS-Crew notwendig ist. 

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Der REX-J bewegt sich an seinen Sicherungskabeln wie eine Spinne an der Aussenhaut der ISS entlang und nutzt die Griffstangen als Ankerpunkte. Er hakt sich mit seinem Roboterarm ein und bewegt sich an Kabeln entlang, deren Länge entsprechend variiert werden kann. 

Starke Antriebssysteme für präzise Bewegungen 

In REX-J kommen gleich mehrere Antriebssysteme von maxon zum Einsatz, so auch im ausfahrbaren Roboterarm. Das Handgelenk verfügt über zwei Freiheitsgrade: vertikal und horizontal. Im Gelenk und im Arm befinden sich bürstenlose EC-max Motoren, Planetengetriebe und Encoder.

Die Steuerelektronik für die Motoren sitzt am Ende des Roboterarms. Weitere maxon Antriebssysteme befinden sich im Drehmechanismus des Roboters und in der Kabelspule (Aufrollmechanik). 

Alle Experimente mit REX-J waren erfolgreich. JAXA wird nun das Robotersystem weiterentwickeln, damit dieses in Zukunft für ganz verschiedene Tätigkeiten auf der Raumstation eingesetzt werden kann. Dazu gehört die Überwachung von ISS-Geräten und die visuelle Inspektion der Raumstation, um Beschädigungen an der Aussenhaut zu identifizieren. Langfristig sollen mobile Astrobots konstruiert werden, die im Weltall grosse Strukturen manipulieren können. 

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Der bürstenlose EC-max – Planetengetriebe und Encoder 

Im Handgelenk des Roboters befinden sich bürstenlose EC-max-Motoren, Planetengetriebe und Encoder. Entdecken Sie die EC-max-Produkte in unserem e-shop.

Autor/in: maxon France

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