스위스산 모터 화성에 가다

maxon은 NASA 미션 InSight의 일원입니다.

며칠 후 InSight 탐사선은 화성에 착륙하여 암석으로 된 행성의 기원을 밝히고자 합니다. 이를 위해 5미터 길이의 측정 프로브가 화성 표면에 삽입됩니다. maxon 엔지니어들은 그들의 모터가 이 임무를 무난히 수행할 수 있도록 온갖 노력을 다해야 했습니다.

그림으로 표현된 탐사선 인사이트(InSight). 그림 ©NASA/JPL-Caltech

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우주에 관심 있는 사람들에게는 매우 긴장되는 순간입니다. 왜냐하면 11월 26일에 로봇 탐사선 InSight가 화성에 도착하기 때문입니다. 모든 것이 잘 된다면 고정 착륙선은 그 이후 2년간 다양한 측정을 시행하며 화성에 대한 중요한 정보와 함께 지구의 기원에 대해 알아내고자 합니다. 이 미션은 NASA의 제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)에 의해 수행됩니다.

관입 시험기를 5미터 깊이로 삽입하는 모터

탐사선에는 옵발덴(Obwalden)의 드라이브 전문인 맥슨 모터의 DC 모터가 탑재되어 있습니다. 직경 22밀리미터의 컴팩트한 모터와 기어의 결합은 측정 장치 HP3에 장착됩니다. 구체적으로 말하면 maxon의 드라이브는 개발자들이 '두더지(Maulwurf')라고 부르는 관입 시험기에 위치해 있습니다. 모터가 회전하면서 큰 압력으로 에너지가 방전되어 바닥을 치며 구멍을 뚫게 하는 스프링의 장력을 높이면서 이 관입 시험기는 자립적으로 바닥의 5미터를 파고 들어갑니다. 이 방식으로 '두더지'는 몇 주간을 점점 더 깊이 구멍을 뚫습니다.
'두더지'에는 센서가 장착된 케이블이 부착되어 표면 아래의 온도를 측정하며 화성의 생성을 파악하는 연구자들에게 중요한 정보를 제공합니다. 화성은 지구와 같이 암석으로 된 행성이므로 여기서 얻어지는 지식은 또한 우리가 사는 지구의 연구에도 커다란 도움이 됩니다.

400g 이상을 위한 스페셜 솔루션

화성은 그 자체가 테크놀로지 적용에 쉽지 않은 곳입니다. 그럼에도 이미 백개 이상의 maxon 드라이브가 이 붉은 행성에서 견뎌내었습니다. 그래도 InSight 미션은 스위스 엔지니어들에게 더욱 더 큰 도전이었습니다. 관입 시험기로 바닥을 효과적으로 뚫기 위해서 DC 모터는 400g 이상의 힘을 10만번 이상 견뎌야 하기 때문입니다. 알맞은 솔루션을 찾기까지는 다양한 시도와 함께 여러 번의 실패도 있었습니다. 그 결과 추가 용접링 장착, 베어링 용접을 통해 완전 개조되었고 특히 브러시가 더 짧아진 스탠다드 모터 DCX 22가 제작되었습니다. 이렇게 사용된 기어 GP 22 HD는 다시 화성에 맞게 특수 윤활 처리되었습니다.

이전 친구를 다시 만나며

InSight 탐사선은 미션 기간 중에 2개의 태양열 전지판을 통해 에너지가 공급됩니다. 비용 절감을 위해 JPL은 성공적인 피닉스호의 설계를 사용했습니다. 태양열 전지판을 운송하기 위해 이미 이전에 개발된 maxon DC 모터 RE 25가 사용됩니다. 이 모터 유형은 또한 지난 14년 이상의 기간 동안 화성에서 임무를 수행하고 있는 NASA 로버 오퍼튜니티호에도 사용됩니다.
따라서 로봇 탐사선 InSight에는 미션의 성공을 위해 투입된 maxon 드라이브의 두 세대가 공존하게 됩니다.