驅動火星任務的背後推手

maxon 和 JPL 的太空技術專家合作多年，開發出能夠在火星「毅力號」（Perseverance）任務期間處理珍貴土壤樣本的 BLDC 馬達。本文將介紹這些執行器背後的 maxon 專家，並找出驅使他們行動的動機。

火星上是否曾經有生命存在？為了解開這個謎題，美國太空總署派出了「毅力號」採集土壤樣本，並將在未來將這些樣本帶回地球。這次任務結集了大量的行前準備、辛勤工作和最新科技。

探測車上配備了 10 個 maxon 驅動模組，用於處理珍貴的火星樣本。這些樣本將被放置在紅色行星的表面，並在未來的任務期間帶回地球。所使用的驅動模組中包括九顆 EC 32 flat 盤式馬達和一顆 EC 20 flat 盤式馬達，搭配一組行星式減速機 GP 22 UP。此外，還有六顆 DCX 10 馬達負責調節火星直升機的滑盤，也就是控制飛行方向。

紅色行星繼續散發著強烈的吸引力，參與這項計劃的 maxon 員工都可以證實這一點。以下是他們的故事：

Denise Hüglin，原型製造機械生產部門
「我不能要求比這更好的工作了」，Denise 說。因為她在原型製造部門的工作從不令人乏味，無論是關於航太技術、醫療或是機器人專案。
當然，太空驅動器總是與眾不同的。一切都更大格局，包括過程、測試和文獻記錄。此外，Denise 和她的同仁也肩負著一個重大責任。但是這個團隊抗壓性非常高，負責處理歐洲和美國太空總署的火星任務多年，儼然已成為一個小家庭。
Denise 有很好的預感，在火星上一切都會運作得很順利。「我很慶幸有這個機會，能夠參與飛向陌生世界的產品專案。不是很多人能獲得這種機會的。」

Robin Phillips，太空實驗室主管
「我認為，靈感不是來自一張白紙。這就是為什麼我在工作間裡收集了許多有趣的馬達和元件。就是其中一個元件給了我最大的靈感，因此設計出美國太空署「毅力號」探測車裡現在使用的無刷馬達。這輛車子將會在火星上採取樣本，而我們的馬達將負責處理這些樣本。因此，它們對於任務是否成功至關重要。的確，能夠有所貢獻，幫助人類更加瞭解我們所居住的太陽系，讓我引以為傲。太空任務是我們這個時代的探險發現之旅，只有借助最高的技術標準才能實現。我們的精密驅動模組經常在這類任務中執行重要任務。絕對不容許錯誤，而這正是有趣的地方。作為太空實驗室的負責人，我總是在為我們的公司尋找新科技。我也致力於為人們打造一個讓他們可以盡可能完美工作的環境。值得開心的是，maxon 在這方面一直在進步。以前，我們只需提供客製修改的驅動模組，接下來的部分就由客戶自行負責。現在，我們擁有航太方面的專業知識，並且也建立起了符合工業期望的品管流程。其他同樣有高要求的產業的客戶，例如醫療領域，也能從這些專業知識中受益。太空計劃需要許多耐心。我從事這份工作已經十幾年了，但是一直到現在我的驅動模組才慢慢開始受到使用。如果一切運作正常，就更加令人滿意了。」

Hannah Kleeblatt，品管工程師 – 專案規劃
在太空專案中，品管工程師 Hannah 的工作量比起其他應用還要多。她編寫複雜的檢驗計劃、詳盡的記錄文件、並且在對產品和文件進行全面審核之後授予批准。例如火星任務的驅動模組，另一項因素是客戶會仔細檢查所有內容：工作步驟、材料，以及製作方法。也因此 Hannah 將這類計劃描述為她和 maxon 的巨大契機。這裡有無窮盡的學習潛力。有時候甚至必須採用非常規的解決方案。就像 Hannah 和她同事為了檢驗美國太空總署火星減速機的內部齒輪法蘭，使用了一架向附近一家醫療器材公司購買的內窺鏡，每一公釐都不放過。

Dominik Frey，專案經理 – 減速機開發部門
Dominik 深深受到太空計劃的吸引，尤其是因為其複雜的要求挑戰。作為一名專案經理，他總是將客戶的需求謹記在心。同時，他也負責協調所有相關部門，從設計到採購、品管到生產，目的是找出最理想的解決方案。就像太空研究員一樣，他有時會遇到未知的領域，再次推進可能和超越的極限。在這樣的情況下，他很感謝 maxon 賦予他相當的自由，讓他可以參與技術內容並有所作為。他的設計理念已被應用在多個太空應用中，因此他對火星任務進展的熱忱關注是可以理解的。

Florbela Costa，太空實驗室專案經理
「我等不及想看美國太空總署的第一架直升機在火星上飛翔。作為一名航太技術專案經理，我負責的是用來控制直升機滑盤的 DC 馬達。對我來說，這類專案就是美夢成真。尤其是像在這種情況下，當我們能夠在緊迫的期限內完成任務，並且我們的產品在所有資格測試中都獲得正面的結果。能夠參與如此崇高的任務，讓我感到非常自豪。當然，這樣的任務只能在許多人的共同努力下才能完成。在我的角色中，我扮演的是客戶和 maxon 不同部門之間的聯繫。我必須確保我們達到要求，無論是在品質、交期或支出方面。我喜歡與 maxon 的所有相關人員有所接觸，無論是開發還是生產部門。我也喜歡太空計劃，因為航太工業向來都讓我著迷。這類計劃與其他應用不同，特別是因為對於品質方面的要求通常更高，例如在防振動和耐溫等方面。因此，所有東西都必須受到分析和測試。我們的標準馬達所使用的零件都會再次受到評估，以絕對保證能夠在太空或其他行星上運作。要做的事非常多，但一切都很值得。」

Dominik Omlin，航太製造工程師
「在製作火星任務的馬達時，幾乎一切都是以手工完成。每一個動作和每一個組裝步驟都必須加以記錄，並且務必正確無誤——我們不能犯任何錯誤。我們使用的材料，不是走到倉庫就可以取得。我必須謹記，在火星上沒有辦法修理東西。我們的驅動模組必須能夠運轉，否則整個任務會失敗。所以我們互相討論一切，商談接下來的步驟，並由第二人進行嚴格的雙重檢查。我們的特殊應用製作團隊為太空應用組裝馬達和驅動模組組合。但不僅限於此。我們也處理來自醫療領域、機器人和其他產業的訂單。每個專案都不一樣，因此我們對於 maxon 的馬達產品系列有廣泛的瞭解。作為航太製造工程師，我有許多任務，包括了建立詳細的流程說明、製作驅動模組、訓練員工，以及與工程部門密切合作。有時候，我會無塵室裡待上幾個小時，馬達在那裡受到保護，免於遭到顆粒影響，而我也可以專心工作。隨時有人監督著你的工作，並不是那麼容易——火星 2020 計劃就是這種情形。我們的客戶，也就是 JPL 的專家，與我們密切合作，並且幾次到總部來拜訪我們。我們與他們討論所面臨的挑戰，並一起找出解決方案。是的，我很榮幸能夠成為這些太空任務的一小部分。我可以看到，客戶很感激我們所做的事情。這使得工作更加令人滿意。」

Kathrin Tschersich，專案樣品組裝主管
Kathrin 非常重視每天工作中的多元變化。她和她的專案樣品組裝團隊打造客製化的減速機，或是由馬達、減速機、編碼器以及其他許多元件所組成的系統。無論是涉及太空應用、醫療科技或是工業環境的專案，都有各式各樣的挑戰。然而，從技術和組織的角度來看，她的團隊從未像在歐洲太空總署的火星探測車計劃中學到那麼多。maxon 為此提供的是完整的驅動單元。「這些太空計劃讓我瞭解，只有離開你的舒適圈，才能繼續成長。知道我經手的產品有一天會在火星上發揮作用，我感到非常自豪。」

Aiko Stenzel，航太設計工程師
「過去七年來，我很榮幸能為不同的火星任務打造有刷 DC 馬達。一切都是從歐洲太空總署的 ExoMars 計劃開始，我負責處理 13 種不同的驅動模組。其中包括探測車上的創新車輛驅動模組，可以在岩石地形上將車輪抬高。為此，我們開發了一種全新、完全以電磁運作的齒槽效應轉矩煞車，目的在於防止探測車從陡坡上滾下來。然而，至目前為止最有趣的專案，是美國太空總署的火星直升機。我有機會開發一個用來控制旋翼葉片的 maxon DCX 10 驅動模組。當時需要六個這種小型 DC 馬達。最大的挑戰是對重量的嚴格要求。我們必須儘可能從每十公克中減少一公克，為的就是讓直升機得以在火星上稀薄的大氣層中飛行。很棒的是，我們不僅減輕了重量，還找到了一種可提供足夠功率來調整旋翼葉片的解決方案，並且能克服所有振動和溫度波動的影響。太空驅動裝置與地球上所使用的不同之處在於，我們突破了可能的極限：同時在工程設計、材料和製程方面。例如，我們為軸的製造開發了一套硬化過程，讓它們更堅固。最重要的是，總是需要大量的文件：詳細的材料清單、重量規格、重力中心的計算、塑膠零件的面積計算等。許多其他客戶可以從我們自太空領域取得的經驗受益，這是很好的事。例如，我們針對火星驅動模組所開發的特殊焊接技術，現在也被用在標準商業產品上。不久之後，maxon 的目錄也會包含我們為 ExoMars 所設計的電磁止動煞車器。這不是很酷嗎？」

Thilo Pfaff，製程工程師 – 驅動模組
只要涉及到航太工業的精密驅動裝置，清晰且完整記錄的工作流程、系統、操作材料、設備和人力資源之間的完美互動，是成功的關鍵。目標是儘可能達到最高效和可靠的生產過程。在這個世界裡，身為一名製程工程師的 Thilo 感到如魚得水。他負責讓製程順利所需的所有因素，並且確認遵守各方面的標準。組裝部門的同仁們瞭解不同的工作步驟，而且也瞭解必須特別注意的事項，例如在安全方面或在製作驅動模組時。Thilo 熱愛向他的同仁解釋為什麼一項標準、過程步驟或是預防措施如此重要以及背後的原因。能為成功的火星任務做出貢獻，
也再次激發了他對工作的熱情。

火星 2020

進一步瞭解 maxon 為目前美國太空總署「毅力號」任務所做出的貢獻： mars.maxonworld.com