maxon Story
紅色行星上的精密驅動模組
超過 100 顆的 maxon 電動馬達已被應用在紅色行星上，並且通過了宇宙射線、沙塵暴和極端溫度波動的考驗。探測車「毅力號」再次載著精密驅動模組飛向火星。成功的關鍵一如往常：標準工業產品。
沒有 maxon 驅動系統的火星任務？無法想像！在過去三十年裡，這些 DC 馬達被應用在幾乎所有成功的機器人任務中，其中超過 100 架機器人已造訪過了紅色行星，而這個數字隨著美國太空總署的毅力號（Perseverance）探測車在 2021 年登陸火星也再次增加。然而，太空任務僅佔 maxon 多種專案計劃的一小部分。這家瑞士公司出品的大部分 DC 和 BLDC 馬達、減速機和編碼器，最終都出現在醫療應用、工業自動化或機器人技術中。
所以，為什麼 maxon 對於太空計劃而言是如此重要的供應商？簡短地來說，就是因為其標準產品所提供的高品質。所有被用在火星任務中的驅動模組都是以公司目錄上的產品為基礎，這些產品在地球上替各式各樣的應用服務。當然，這些產品必須受到加以調整改良，才能承受嚴苛的環境條件。然而，基本設計保持不變。
與 11 顆 DC 馬達勇探未知的世界
1997 年，史上首次有車輛漫遊在火星的表面，並且拍攝照片和研究土壤。美國太空總署的「旅居者號」（Sojourner）探測車配備六個車輪，重輛僅 11 公斤，當時的目的是打造一個成本相對較低的實驗品。
旅居者號，第一輛火星探測車，於 1997 年 7 月 4 日登陸。任務為期三個月。maxon 為驅動裝置、轉向系統和科學儀器共提供了 11 顆直徑 16 mm 的 DC 馬達。
如此決策的原因是為了要儘量使用標準工業產品，例如推進器、轉向系統和科學儀器運行均採用 11 顆 DC 馬達。maxon 驅動模組典型配備無鐵心轉子和菱形繞組，提供了較 DC 馬達更強大的動力和更高的動態性能。maxon 工程師也進一步改良了電刷並調整了潤滑劑。當時，我們都不確定這些改良措施是否足以促成一次成功的火星任務。我們事前沒有任何參考經驗，而所面臨的挑戰令人望之生畏。這些驅動模組必須克服種種困難：火箭發射時的強烈震動、旅途中的真空環境與宇宙射線、抵達火星時的猛烈著陸、沙塵暴和 -120°C ～ +25°C 之間的溫度波動。最終任務順利完成，maxon 因此在全世界聲名大噪。
全球各太空機構對於火星探測任務的要求日益強烈，不外乎想找出幾個大疑問的解答，例如：火星上是否有水或冰？那裡是否存在生命？或是否至少曾經有生命存在？以及為什麼地球和火星這兩個相鄰的行星會以如此不同的方式發展？
雙車組合超越所有期望
在旅居者號大獲成功之後，美國太空總署決定再將另外兩架科學探測機器人同時送上太空：雙胞胎探測車機會號（Opportunity）和勇氣號（Spirit）。它們和旅居者號是完全不同的等級，每輛重量 185 公斤，並配備了可以用來刷淨地面和鑽入火星岩石的儀器。2004 年 1 月，這兩輛探測車分別降落在火星上，開啟了它們預定至少為期三個月的任務。勇氣號一共服役了六年，直到它最後陷入了沙地而無法繼續行動。它的兄弟機會號則工作了長達 15 年，期間的行駛里程數超過 45 公里。對於參與這項計劃的科學家來說，這次任務可說是夢想成真：在探測車的協助之下，他們能夠證實液態水必定曾經存在於紅色行星上——這也是生命存在的先決條件。
maxon 對此做出了重要貢獻：每輛探測車上分別採用了 35 顆直徑為 20 mm 或 25 mm 的有刷 DC 馬達，負責為推進器、控制機構和機械手臂提供動力。此外，探測車的降落單元也採用了八個驅動模組。
2008 年，當美國太空總署在新任務中將定點探測器鳯凰號（Phoenix）送上紅色火星時，類似的馬達也再次受到使用。鳯凰號的任務是尋找水和冰，而且最後真的在一塊受熱後的土壤樣品中分析出來。maxon 的驅動模組用來校準探測器太陽能電池板的位置，並且也負責驅動機械臂。
雙胞胎探測車「勇氣號」和「機會號」在 2004 年 1 月登陸火星。兩架探測車都配備了 35 個 maxon 驅動模組。類似的馬達也使用在定點探測器鳯凰號中。鳯凰號於 2008 年 5 月 25 日登陸火星，maxon 為其所搭載的 RE 25 有刷 DC 馬達設計了特殊的專用滾珠軸承，用來校準太陽能電池板和調整機械臂。
一顆馬達鑽破火星地表
自此之後，科技上出現許多新發展。如今，火星上有兩架機器人活躍著：其中一架是好奇號（Curiosity）探測車，就其尺寸和測量儀器而言，都讓先前的所有任務相形見絀。它自 2012 年起開始服役，重量將近一公噸，配備了十種儀器。在這個計劃中，maxon 的貢獻雖小，但卻極為重要。公司這次提供的是用來控制馬達的 MR 編碼器。
2018 年底，另一架定點式探測器洞察號（InSight）也降落在火星上。為了展開其太陽能電池板，美國太空總署的工程師門採用了經過驗證的 RE 25 馬達——這款馬達已在雙胞胎探測車勇氣號和機會號中證明了它的能耐。與此同時，新型有刷 DCX 驅動模組首度加入行列，負責將一個溫度探測器（名為「鼴鼠」）鑽入火星表面下數公尺深處。
「好奇號」於 2012 年 8 月登陸火星，不僅僅在技術中超越了它的前輩。「好奇號」的尺寸與一輛小型轎車相等，達 900 公斤重，能源來自一組放射性同位素熱能發電機。maxon 為其提供了精準的編碼器，案裝在驅動模組的軸上。
探尋古老的生命跡證
maxon 團隊再次熱烈地遙望火星：2021 年 2 月，美國太空總署的「毅力號」探測車降落於紅色星球。它將幫助科學家們尋找從前的生命遺跡。其中最重要的工作是採集多個土壤樣本，將其裝入容器中並加以密封，然後放置在火星表面上，以便未來的任務能將這些樣本收集起來帶回地球。數個 maxon BLDC 馬達被用於在探測車內處理這些樣本。有些是安裝在機械手臂中，負責在各站點之間搬運樣本。maxon 馬達也用來密封和安放樣本容器。
這些驅動模組都是以 maxon 目錄中的標準產品為基礎：九顆 EC 32 flat 盤式馬達和一顆 EC 20 flat 盤式馬達搭配 GP 22 UP 行星式減速機。多年來，maxon 的工程師們與噴射推進實驗室 (JPL) 的專家們共同合作，對這些驅動模組進行調整改良和徹底測試。這家實驗室負責為美國太空總署開發和管理所有無人太空探測任務。
「毅力號」探測車在 2021 年 2 月抵達火星。車上載有：十顆無刷 DC 馬達，其中包括九顆 EC 32 flat 盤式馬達（上圖）和一顆 EC 20 flat 盤式馬達搭配一組 GP 22 UP 行星式減速機。
展翅高飛
毅力號探測車在 2021 年 2 月 18 日登陸火星，但並非單身隻影。它載著一架無人直升機同行：「機智號」（Ingenuity）。這架無人機重量僅 1.8 公斤，使用太陽能驅動，其任務是在短暫飛行期間進行空拍。這項實驗旨在測試這個概念是否能夠進一步應用在往後類似的無人機飛行上。想當然，maxon 也參與了這架直升機的開發。六顆直徑僅 10 mm 的有刷 DCX 馬達負責調節螺旋槳葉片的傾斜角度，進而控制飛行方向。
週一，也就是 4 月19 日，直升機在紅色行星表面上方飛行約 40 秒後成功著陸火星地表。對於NASA來說，這是一個歷史性事件，可以與萊特兄弟在 1903 年的首次受控動力飛行相提並論。 美國太空總署原定進行五次飛行，但之後又將任務時間延長了至少 30 天。在這個延長階段中，「機智號」飛在探測車前方約一公里處探路，尋找有研究價值的特殊地形，以及探勘毅力號無法到達的角落。
「旅居者號」任務後的 24 年，maxon 再次成為一項偉大火星工程的一部分。
火星直升機也配備了 maxon 驅動模組。六顆 DCX 馬達負責調節螺旋槳葉片的傾斜角度。
maxon——對太空革命的微小貢獻
今天，maxon 可以正當地宣稱自己是太空計劃的重要供應商。這家瑞士公司的驅動系統不僅被應用在衛星上、用來調節火箭引擎，也被安裝在國際太空站 (ISS) 中。這樣的成功並非偶然。maxon 的工程師們累積了多年深厚經驗——尤其是從他們與客戶的密切合作中受益良多，其中特別值得一提的是負責為美國太空總署開發和管理所有無人太空探測任務的噴射推進實驗室 (JPL)。成果顯而易見，品質標準得以不斷提升，並開發出各種新的測試程序和方法。
如今，maxon 擁有一個專門處理所有太空專案的團隊：然而，他們處理各種不同應用的基本方仍舊與往常一樣。將標準目錄產品加以調整改良並進行測試，直到產品完全符合所有要求。這種方法在目前的太空任務革命中發揮著重要的作用。昂貴的特殊產品逐漸被改良式工業產品所取代。如此可降低計劃成本，進而讓更多人參與到太空計劃中。在未來，maxon 將能夠為「新太空」市場開發更多振奮人心的應用。
進一步瞭解 maxon 對各項火星及太空任務所做出的貢獻：mars.maxonworld.com
ExoMars 探測車預定 2022 年飛向火星。車上包含 17 種不同的有刷或無刷 DC 馬達搭配減速機、煞車器和編碼器。
2022 年歐洲探測車準備升空
歐洲太空總署 (ESA) 將發送至火星的 ExoMars 探測車上共安裝了 50 多組 maxon 驅動系統。這架被命名為「羅莎琳·富蘭克林」（Rosalind Franklin）的探測車原本預定於 2018 年發射，但該任務被延遲到 2020 年，目前則預計於 2022 年執行。為了能驅動並控制這輛探測車，並驅動其鑽頭、移動太陽能電池板、攝影機鏡頭等等，需要許多不同驅動系統組合，包括 DC 馬達、減速器和編碼器。
圖片版權
NASA/JPL-Caltech；ESA; maxon Group