Eine künstlerische Darstellung des Mars-Helikopters.

Eine künstlerische Darstellung des Mars-Helikopters. Nasa/JPL

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der US-Raumfahrtbehörde NASA sendet mit der nächsten Rover-Mission Mars 2020 einen Hubschrauber auf den Roten Planeten. Er wird im Februar 2021 auf dem Mars landen und in den ersten 30 Missionstagen mehrere autonome Flüge unternehmen, die bis zu 90 Sekunden dauern. Erstmals wird es damit Flugbilder vom Mars geben. Die Nasa erhofft sich vom Hubschrauber wegweisende Erkenntnisse für künftige Wissenschafts- und Entdeckungsreisen zum Mars. Die Drohne könnte künftig zum Beispiel als fliegendes Auge für Rover dienen, die Umgebung erkunden und den jeweils besten Weg ausfindig machen.

Energieeffiziente Komponenten für extreme Bedingungen

Die Flugmodelle der DCX 10 S Motoren, welche die Neigung der Rotorblätter kontrollieren.

Die Flugmodelle der DCX 10 S Motoren, welche die Neigung der Rotorblätter kontrollieren. maxon motor

Damit die kleine Drohne fliegt, braucht es eine enorme Ingenieursleistung. Denn die dünne Luft auf dem Mars ist etwa vergleichbar mit den Bedingungen, die hier in einer Höhe von 30 Kilometern herrschen. Der Hubschrauber muss deshalb besonders leicht sein (1,8 Kilogramm) und kann nur kleine Batterien tragen. Dies setzt voraus, dass die verwendeten Komponenten extrem energieeffizient sind. Auf die Gleichstrommotoren von maxon motor trifft das zu. Die Antriebe aus der Schweiz haben sich bereits in anderen Mars-Missionen bewährt und kommen auch im Hubschrauber von JPL zum Einsatz. Sechs präzise Kleinmotoren der DCX-Reihe mit einem Durchmesser von 10 Millimeter sind für die Neigungskontrolle der Rotorblätter zuständig – also die Steuerung des Gefährts. Das Hubschrauber-Antriebssystem wird von AeroVironment entworfen und gebaut, einem Experten für den Bau von Kleinstfluggeräten. Die Spezialisten von AeroVironment arbeiten dabei eng mit den Ingenieuren von maxon zusammen.

Temperaturmessung des Mars mit Hilfe eines DC-Motors

Der Schweizer Motorenhersteller ist aktuell in mehreren Mars-Projekten involviert: zum Beispiel im ExoMars-Rover der europäischen Weltraumbehörde ESA – mit mehr als 50 Antrieben, die unter anderem in den Rädern, dem Bohrkopf, der Analyseeinheit und dem Kameramasten stecken. Auch dieses Projekt startet 2020. Bereits früher – am 26.November 2018 – landet die stationäre InSight-Einheit der Nasa auf dem Roten Planeten, um die seismischen Aktivitäten und die Kerntemperatur des Planeten zu untersuchen. Ein robuster DC-Motor treibt dabei die Messsonde von InSight fast fünf Meter tief in den Marsboden.

SPS IPC Drives 2018: Halle 1, Stand 100