Christian Tschümperlin
Christian Tschümperlin
In den Räumen des Motorenherstellers Maxon in Sachseln herrscht derzeit Hochspannung. Diese ist diesmal nicht nur elektrischer Natur, sondern auch emotionaler. Der Grund ist ein Ereignis, das 470 Millionen Kilometer von der Erde entfernt stattfindet: Am 18. Februar landet eine Erkundungssonde der amerikanischen Weltraumbehörde Nasa auf dem roten Planeten. Für diese Weltraummission verwendete das Labor Antriebssysteme des Motorenherstellers Maxon aus Sachseln. (unsere Zeitung berichtete).
Falls alles nach Plan läuft, landet der fünfte Rover der Nasa nach seiner 7 Monate dauernden Reise im Jezero-Krater, der einst mit Wasser gefüllt gewesen sein soll. Dort macht er sich auf die Suche nach Spuren von früherem Leben.
Auf die Neugier folgt die Beharrlichkeit
Der Rover namens Perseverance (zu Deutsch: Beharrlichkeit) sieht ähnlich aus wie sein Vorgänger Curiosity (zu Deutsch: Neugier). Er ist aber mit noch moderneren Messinstrumenten und Systemen ausgestattet. Unter anderem soll er bis zu 30 Bodenproben entnehmen, diese einzeln in Behälter füllen, versiegeln und schliesslich deponieren – mit der Hilfe von Antrieben aus Obwalden. Eine nachfolgende Mission, an der Maxon ebenfalls involviert ist, soll die Proben einsammeln und zurück zur Erde bringen.
Mit im Gepäck führt der Rover der Mission Mars 2020 einen kleinen Helikopter. Dieser ist solarbetrieben und gerade mal 1,8 Kilogramm schwer. Er wird während seiner autonomen Flügen, die rund 90 Sekunden dauern, die ersten Luftaufnahmen von der Oberfläche des Planeten liefern.
Sechs bürstenbehaftete Maxon-Motoren mit einem Durchmesser von je 10 Millimetern steuern die Neigung der Rotorblätter und somit die Flugrichtung. «Die Antriebe besitzen eine hohe Energieeffizienz, sind dynamisch und sehr leicht», sagt Robin Phillips, Leiter des Maxon Spacelabs.
Dünne Atmosphäre sorgt für Herausforderung
Die heutige Atmosphäre auf dem Mars ist eine Herausforderung für Helikopterflüge: «Sie ist extrem dünn, in etwa vergleichbar mit den Bedingungen, die hier auf 30 Kilometern herrschen.» Ohne Atmosphäre wären Helikopterflüge aber gänzlich unmöglich. Die ersten Flüge sind spätestens für Mai vorgesehen. «Nach der Landung ist geplant, dass die Instrumente des Rovers gecheckt werden. Dieser Prozess kann zwischen 30 und 60 Tage dauern. Erst danach beginnt die wissenschaftliche Arbeit.»
Drei Jahre lang hat Maxon eng mit den Experten der Nasa an der Entwicklung der Motoren für den Rover und den Helikopter zusammengearbeitet. Sie haben Motoren ausgewählt, modifiziert und immer wieder strengen Tests unterzogen. Robin Phillips sagt: «Mitarbeiter des Nasa-Labors waren öfters bei uns zu Gast in Sachseln. Durch diese enge Zusammenarbeit konnten wir unsere Qualitätsstandards sukzessive steigern und neue Prüfverfahren sowie Prozesse erarbeiten, die nun auch für Motoren etwa im Medizinbereich angewendet werden.»
Jedes Zehntelgramm zählt
Von Maxon waren über 100 Personen in die Entwicklung und den Bau der Antriebe involviert. Die grösste Herausforderung gemäss Robin Philipp war die extreme Anforderung an das Gewicht.
«Jedes Zehntelgramm musste gespart werden, damit der Helikopter in der dünnen Atmosphäre des Mars fliegen kann.»
Trotz der Gewichtseinsparung konnte eine Antriebslösung gefunden werden, die genug Power hat, die Rotorblätter zu justieren. «Und das bei hohen Vibrationen und Temperaturschwankungen.»
Erosionsspuren an der Oberfläche des Mars deuten darauf hin, dass es auf dem roten Planeten in den ersten 500 Millionen Jahren nach seiner Entstehung grosse Wassermengen und eine entsprechend dichte Atmosphäre gab. Der kalte Wüstenplanet soll einst warm und feucht gewesen sein. Wie der Mars seine Atmosphäre verlor, die mögliches Leben schützte, gibt der Wissenschaft Rätsel auf: Ursache des dramatischen Wandels soll die Sonne sein. Sie blies durch ihre Licht- und Teilchenstrahlung im Lauf der Äonen einen Grossteil der Lufthülle des roten Planeten ins All. Dieser Prozess wird seit 2014 von der Nasa-Marssonde Maven untersucht.
CEO von Weltraum-Missionen fasziniert
Auf dem Mars dürften noch einige Überraschungen auf die Forscher warten. Der rote Planet hat zwei Monde, Phobos und Deimos. Im Falle des Mondgesteins der Erde sollen Vergleichsanalysen zeigen, dass dieses dem Erdgestein frappant ähnelt. Dies gab der Theorie Auftrieb, dass sich der Mond einst bei einer Kollision mit einem fremden Himmelskörper von der Erde abspaltete. Was auch immer spätere Nasa-Missionen zu Tage fördern: Maxon will wieder mit von der Partie sein. «Solche Weltraum-Missionen sind einfach unglaublich faszinierend», sagt Eugen Elmiger, CEO von Maxon. «Ich fühle mich immer wieder geehrt und stolz, dass unsere Antriebe in diesen technisch bahnbrechenden Marsmissionen zum Einsatz kommen.»
Um 21.38 Uhr, 18. Februar 2021, wird die Marssonde samt Rover mit einem Tempo von 19'500 Kilometern pro Stunde in die Atmosphäre des Mars eintreten. Verfolgen Sie die Landung hier im Livestream.
