Aandrijvingen voor op de Zuidpool: -125 °C

Op het Antarctisch vasteland is de telescoop van de ”Dome C“ continu in bedrijf. En dat onder weersomstandigheden die tot de hardste op onze planeet worden gerekend.

Zelfdragende ijzerloze wikkeling, type maxon

Het onderzoeksstation ”Station Concordia“ (kort Dome C genoemd) ligt in het oostelijke gebied van de Zuidpool, 3200 meter boven de zeespiegel, op een van de koudste plekken op aarde. In 2010 daalde hier de temperatuur tot –84,6 °C, waarmee een temperatuurrecord werd bereikt. Op deze plek staat sinds enkele jaren een telescoop van het Franse Laboratoire Universitaire d'Astrophysique de Nice (LUAN). Deze is 24 uur per dag, zeven dagen in de week in bedrijf.

De telescoop is in elkaar gezet op een motorisch aangedreven basis (een zogenaamde telescoopmontering) van het type 3600GTO van Astro-Physics. De Amerikaanse onderneming ontwikkelt en produceert zeer precieze telescoopmonteringen en heeft veel ervaring opgedaan met de meest uiteenlopende toepassingsgebieden. Zo zijn al sinds begin 2000 diverse eenheden uit de serie 900GTO en 1200GTO doorlopend op de Zuidpool in bedrijf. Juist een storingsvrij, continue beschikbaarheidis van groot belang, aangezien onderhoudswerkzaamheden onder deze omstandigheden zeer moeilijk en buitengewoon gevaarlijk zijn. Het werk in de buitenlucht is door de extreem lage temperaturen en oncontroleerbare wind nauwelijks haalbaar en tijdens de zes maanden durende poolnacht onuitvoerbaar. Dit betekent dat het complete systeem tenminste een half jaar non-stop storingsvrij moet functioneren.

Het ligt voor de hand dat de reductiekoppeling een van de belangrijkste aspecten van een telescoopmontering is. Want om ervoor te zorgen dat de telescoop een constant consistent zicht op een bepaald object aan het firmament heeft, moet de telescoop continu schokvrij en stabiel bewogen kunnen worden, zodat het object niet uit het beeldveld van de telescoop verdwijnt. Dan is een ononderbroken opname – dat wil zeggen het volgen van zijn baan – onmogelijk. Om het object optisch in het beeldveld te ”fixeren” moet de ca. 250 kg zware basis aangedreven worden.Wally Piorkowski, , productieleider bij Astro-Physics en wetenschapper, spreekt uit ervaring: “Dankzij de lage faalkans en hoge duurzaamheid zet Astro-Physics voor al haar telescoopmonteringen uitsluitend aandrijvingen van maxon motor in”. De smeermiddelen in de lagers zijn optimaal afgestemd op de extreme temperaturen die rondom de Dome C, op de Zuidpool, heersen. Eenmaal gemonteerd, hoeven de motoren van maxon niet nog een keer gesmeerd te worden (dit zou onder deze weersomstandigheden en in deze omgeving ook nauwelijks realiseerbaar zijn). De motoren beschikken daarbij over ijzerloze wikkelingen en neodymium-magneten die in verhouding tot het soortelijk gewicht een hoge prestatie bezitten. Voor de mechanische commutatie van de motoren worden grafiet- of edelmetaalborstels gebruikt. Door het lineaire karakter ervan is de montage in de telescoopmontering ongecompliceerd.

In elke basis bevinden zich twee assen:
Een as, de rechter hoogte-as , is parallel aan de aardas gericht, waardoor de telescoop over de evenaar kan bewegen. Om precies te zijn draait de motor tegen de aardrotatie in, zodat het object aan de hemel gefixeerd lijkt te zijn. De reductiekoppeling is ontwikkeld door Astro-Physics. De tweede as, de zogenoemde declinatieas, staat loodrecht op de de rechter hoogte-as en is gericht op de hemelequator. Hij beweegt de telescoop in de hoekafstand van het hemelobject ten opzichte van de hemelequator. De motoren van beide assen zijn uitgerust met 3-kanaals-encoders van het type HEDS 5540.

Met de loodrecht op elkaar staande assen is oriëntering in elke gewenste richting mogelijk.

“We zetten maxon A-max-motoren voor onze kleinere bases in, maxon RE 25-motoren voor telescoopmonteringen, zoals voor Dome C”, vult Wally aan. De RE 25 beschikt in zijn klasse over het hoogste koppel en de hoogste vermogensdichtheid. “Een ander, even belangrijk argument voor het gebruik van maxon motoren is dat deze niet over een magnetisch restkoppel beschikken”, voegt hij er nog aan toe. Met restkoppel wordt de schokkerige beweging bedoeld, die de meeste motoren met ijzerwikkelingen vertonen. maxon motoren beschikken daarentegen over een ijzerloze kern, waardoor ook bij lage snelheden een restkoppel uitblijft. Dit is voor het gebruik in een telescoop van essentiëel belang.

”Vaak wordt een basis zonder telescoop bestelt”, zegt Wally. ”Zo schaffen bijvoorbeeld astronomieverenigingen, scholen, instituten etc. de basis aan en bouwen de telescoopuitrusting zelf.” Astro-Physics‘ montering 3600GTO en 3600GTOPE worden in talrijke huishoudens, op universiteiten en scholen, in onderzoeks- en leerinstituten, door astronomieverenigingen of solartechnologie-ondernemingen gebruikt.