maxon Story
Op zoek naar tekenen van leven op Mars
Mars had ooit vloeibaar water en een atmosfeer. Was er ook leven? Om antwoord te geven op deze fundamentele vraag, stuurt NASA de Marsrover Perseverance, een rover van ongekende complexiteit, naar Mars.
Marsmissies mogen tegenwoordig misschien routineuze ruimtemissies lijken, toch zijn maar een paar vaartuigen ongeschonden op het oppervlak van de planeet geland. Het Europees Ruimteagentschap ESA ondervond dit aan den lijve in 2016, toen hun lander Schiaparelli in veel kleine stukken brak op de rode planeet. Hoe dan ook, de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft in het verleden al vier robotvoertuigen naar Mars gebracht. En met de vijfde rover, Perseverance, die op 18 februari 2021 op Mars landde, werd opnieuw geschiedenis geschreven.
Het zal echter nog even duren voordat er mensen op Mars zullen landen. Dit is de reden dat robots voorlopig het werk moeten doen, maar Perseverance heeft heel wat in zijn mars. Hij landde in de Jezero-krater, die ooit was gevuld met water. De opdracht was te onderzoeken of er ooit leven mogelijk was. Tegelijkertijd zoekt de rover naar tekenen van vroeger leven, bekend als biosignaturen. Voor dit doel is hij uitgerust met verschillende meetinstrumenten.
De derde taak is de weg te effenen voor bemande missies in de vorm van een technologisch experiment: Een instrument met de naam MOXIE zal zuurstof onttrekken aan de kleine hoeveelheid zuurstof die in de Martiaanse atmosfeer aanwezig is. Deze technologie is cruciaal voor bemande missies, omdat zuurstof niet alleen nodig is om te ademen, maar ook kan worden gebruikt voor het maken van brandstof.
Het geheim van het leven
Nu de vierde missie, de meest spectaculaire en in technisch opzicht de meest veeleisende missie: Perseverance zal tot 30 bodemmonsters nemen, deze in afzonderlijke containers plaatsen, de containers sluiten en daarna achterlaten op een geschikte locatie, zodat ze later kunnen worden verzameld en worden teruggebracht naar de aarde. Voor wetenschappers is dit geweldig: ze krijgen schone monsters van Mars en kunnen ze hier onderzoeken, met alle nieuwe technieken die beschikbaar zijn. Zoals NASA zelf zegt geven deze monsters ons de mogelijkheid om meer te weten te komen over de basis en oorsprong van het leven in ons zonnestelsel.
De boor neemt een bodemmonster.
Drie systemen moeten naadloos samenwerken om de bemonstering succesvol te maken. Als eerste moet de grote robotarm aan de voorkant van de rover gaten in het Marsgesteente boren en een monster nemen, dat vervolgens in een carrousel wordt geplaatst. De carrousel brengt het monster in de rover. Daar neemt het derde systeem het over. Dit is een andere en veel kleinere robotarm, die SHA wordt genoemd. Deze arm neemt het monster uit de carrousel, beweegt het naar de volumebeoordelings- en scanstations, vervolgens naar het sealstation en tot slot naar de tijdelijke opslag – compleet autonoom.
Dit is waar maxon in beeld komt. Verschillende BLDC-motoren worden gebruikt om de monsters te verplaatsen. Sommige daarvan zijn in de SHA-robotarm gemonteerd, die de monsters van station naar station transporteert. Andere motoren worden gebruikt om de monsterbuisjes te sealen en te positioneren.
De sleutel tot succes is nog altijd dezelfde
Net als de meer dan 100 maxon aandrijvingen die eerder hun werk op Mars hebben gedaan, zijn de Perseverance-motoren gebaseerd op standaard catalogusproducten: negen borstelloze DC-motoren van het type EC 32 flat en een van het type EC 20 flat, in combinatie met een planetaire overbrenging GP 22 UP. Uiteraard waren er aanpassingen nodig om ervoor te zorgen dat de aandrijvingen aan de hoge eisen van de missie voldeden. De basis van de aandrijvingen verschilde echter niet van de modellen die in allerlei toepassingen op aarde worden gebruikt.
De Perseverance-rover is uitgerust met tien borstelloze DC-motoren: negen EC 32 flat (boven) en een EC 20 flat in combinatie met een planetaire overbrenging GP 22 UP.
maxon’s ingenieurs hebben de motoren en overbrengingen gedurende drie jaar aangepast een herhaaldelijk getest, in nauwe samenwerking met de specialisten bij het Jet Propulsion Laboratory (JPL), dat verantwoordelijk is voor alle onbemande missies van NASA. De ruimte-experts uit Pasadena kwamen vaak langs op het Zwitserse hoofdkantoor van de specialisten voor elektrische motoren. “We hebben veel geleerd van deze samenwerking,” zegt Robin Phillips, hoofd van het maxon SpaceLab. Dit is met name terug te zien in de hogere kwaliteitsstandaard en nieuwe testprocedures en -processen. “Klanten uit andere branches, zoals de medische sector, waar de eisen vaak vergelijkbaar zijn, profiteren ook van deze kennis.”
Phillips en zijn team volgden de activiteiten van Perseverance op de voet, omdat veel afhangt van het functioneren van de maxon aandrijvingen. In zijn woorden, “We zijn betrokken bij absoluut kritische toepassingen. Als de robotarm waarop de onze BLDC-motoren zijn gemonteerd niet beweegt, of als de grijper niet werkt, dan is de hele missie mislukt.”Als de robotarm waaraan onze BLDC-motoren zijn bevestigd niet beweegt, of als de grijper niet werkt, dan is de hele missie mislukt.”
De missie
Perseverance zal zoeken naar tekenen van eerder leven (biosignaturen) op Mars, monsters van gesteente en bodemmonsters nemen en deze opslaan, zodat ze later in de juiste toestand naar de aarde kunnen worden gebracht. Hij zal ook experimenten uitvoeren om menselijke missies voor te bereiden.Perseverance zal ook experimenten uitvoeren die tot doel hebben bemande missies mogelijk te maken.
De reis
Lanceringsvoertuig Atlas V-401
Lanceringslocatie Cape Canaveral Air Force Station, Florida (USA)
Landingsdatum 18 februari 2021
Landingslocatie Jezero-krater
De feiten
Gepland
duur
van missie Minstens één Marsjaar (687 aardse dagen)
Gewicht 1.025 kg
Lengte 3 m
Hoogte 2,2 m