400 Kilometer über der Erde

Die Internationale Raumstation (ISS) ist eine technische Meisterleistung. Im höchsten Forschungslabor der Welt sind auch Antriebssysteme von maxon motor an Bord – zum Beispiel in experimentellen Robotern.

Die Internationale Raumstation kreist schon seit 15 Jahren um die Erde. Als internationale Forschungsstation wird sie gemeinsam von der US-amerikanischen NASA, der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos, der europäischen Raumfahrtagentur ESA, sowie den Raumfahrtagenturen Kanadas (CSA) und Japans (JAXA) genutzt. Seit Inbetriebnahme der ISS im November 2000 sind 216 Astronauten zur Raumstation geflogen, um sie zu erweitern und Forschungen durchzuführen. Seit 2001 konnten mehr als 900 Experimente aus 63 Ländern realisiert werden. So wird unter anderem erforscht, wie sich Pflanzen ohne Schwerkraft orientieren, warum der Mensch im Weltall Muskeln und Knochen abbaut und wie sich menschliche Immunzellen in der Schwerelosigkeit verhalten. Denn schon heute weiss man, dass das Immunsystem der Astronauten im All geschwächt ist. „Genauer gesagt ist das Immunsystem im All zu vergleichen mit dem reduzierten Immunsystem von alten Menschen“, erläutert Alexandra Deschwanden, Leiterin des Biotesc-Teams an der Hochschule Luzern. Zwei Forschungsprojekte hat das Team Anfang Januar 2015 mit der SpaceX Dragon-Kapsel zur ISS geschickt. Technisches Equipment ist für die Experimente an Bord der ISS unentbehrlich, dazu gehören beispielsweise verschiedene Laborgeräte. Eine entscheidende Rolle spielen auch Roboter, welche die Aufgaben von Astronauten übernehmen oder ihnen assistierend zur Seite stehen.

Spezielles Roboterexperiment

Ein solcher experimenteller Roboter namens «REX-J» (Robot Experiment on JEM) wurde von 2012 bis 2013 im japanischen Modul Kibo der ISS eingesetzt. Entwickelt hat ihn die Raumfahrtbehörde JAXA. Ziel des Experiments ist es, eine neue Generation von Robotern (Astrobots) zu entwickeln, die in der Lage sind, sich entlang der Aussenhaut der Raumstation und im Innern der ISS zu bewegen, Lasten zu transportieren oder auch Inspektionen durchzuführen.

Die Einzigartigkeit des Roboters liegt in seiner speziellen Fortbewegungsart, welche auf einem Haltesystem mit Kabeln basiert. Befestigt werden diese mit Haken an bereits vorhandenen Griffstangen der ISS, die den Astronauten zur Sicherung bei Ausseneinsätzen dienen. Der mobile Roboter verfügt über einen ausfahrbaren Arm, an dessen Ende eine Roboterhand befestigt ist, welche die Sicherungskabel an bis zu drei verschiedenen Fixpunkten anbringen kann. Dadurch ist der Roboter in der Lage, sich spinnenartig auf einer Oberfläche fortzubewegen. Der Roboter wird per Fernsteuerung von der Bodenstation aus bedient, so dass keine Unterstützung durch die ISS-Crew notwendig ist.

Starke Antriebssysteme für präzise Bewegungen

In REX-J kommen gleich mehrere Antriebssysteme von maxon motor zum Einsatz – so auch im ausfahrbaren Roboterarm. Das Handgelenk verfügt über zwei Freiheitsgrade: vertikal und horizontal. Im Gelenk und im Arm befinden sich bürstenlose EC-max-Motoren, Planetengetriebe und Encoder. Die Steuerelektronik für die Motoren befindet sich am Ende des Roboterarms. Weitere maxon-Antriebssysteme befinden sich unter anderem im Drehmechanismus des Roboters und in der Kabelspule (Aufrollmechanik).

Alle Experimente mit REX-J waren erfolgreich. JAXA wird nun das Robotersystem weiterentwickeln, damit dieses in Zukunft für ganz verschiedene Tätigkeiten auf der Raumstation eingesetzt werden kann. Dazu gehört das Monitoring von ISS-Geräten und die visuelle Inspektion der Raumstation, um Beschädigungen an der Aussenhaut zu identifizieren. Langfristig sollen Astrobots konstruiert werden, die im Weltall mit grossen Strukturen hantieren können.

 © maxon motor ag

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