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Trägheitsräder stabilisieren Nanosatelliten

Um Anwendungsmöglichkeiten für Nanosatelliten zu erforschen und deren Neigungsregelung zu verbessern, werden bürstenlose DC-MOTOREN eingesetzt. Diese überstehen starke Vibrationen und Stöße sowie eine hohe thermische Zyklusbelastung und Strahlung.

Der UKube-1 ist der erste schottische Satellit überhaupt. Seine Reise in den Weltraum fand im Juli 2014 statt. Mithilfe eines Bildsensors werden die Auswirkungen von Strahlung auf technische Geräte erfasst. Ziel ist es herauszufinden, ob durch die Nutzung kosmischer Strahlung die Sicherheit von Kommunikationssatelliten erhöht werden kann.

 

›CubeSat‹ für Weltraumforschung
Nanosatelliten oder ›CubeSats‹ sind miniaturisierte Satelliten, die in der Weltraumforschung eingesetzt werden. Ein CubeSat hat eine Größe von 10 x 10 x 10 cm3 und wiegt weniger als ein Kilogramm. Die kostengünstigen und praxistauglichen Satelliten wurden für Forschungszwecke entwickelt. Sie dienen beispielsweise der Beobachtung der Erde mit hochauflösenden Kameras oder der Übertragung von Daten mit hoher Bandbreite.

 

Neigungsregelung entwickelt
Das schottische Unternehmen Clyde Space und Maxon Motor in Sachseln, Schweiz, haben ein triaxiales Neigungsregelungssystem entwickelt. Es basiert auf einer Drehmomentpositionierung mittels eines Trägheitsrads. Das Rad wird von einem bürstenlosen DC-Motor angetrieben. Bei Änderung der Drehzahl des Trägheitsrads entsteht ein Reaktionsmoment, das eine Drehung des CubeSat bewirkt. Eine Rotation mit gleichbleibender Drehzahl stabilisiert den Satelliten. Um eine vollständige Neigungsregelung in drei Achsen zu erzielen, werden mehrere Trägheitsräder eingesetzt.

 

Clyde Space entschied sich für einen bürstenlosen Standardmotor mit einem Durchmesser von 20 mm. Maxon modifizierte diesen Antrieb entsprechend der Anwendungsumgebung, lieferte und installierte das Trägheitsrad und sorgte für den Dynamikabgleich der gesamten Baugruppe.

»Die Beteiligung von Maxon Motor am Projekt war ausschlaggebend für die Entwicklung des Trägheitsantriebs. Wir sind jetzt in der Lage, unseren Kunden eine komplette triaxiale Neigungsregelung auf Basis von Serienkomponenten anzufertigen«, erklärt Craig Clark, CEO von Clyde Space.

 

Bei der Wahl der Komponenten war ihm eine hohe Belastbarkeit wichtig: »Die bürstenlosen DC-Motoren überstehen die starken Vibrationen und Stöße beim Raketenstart und die hohe thermische Zyklusbelastung und Strahlung im Orbit.«

 

Hersteller
maxon motor ag
CH-6072 Sachseln
Tel. +41 41 666 15 00
Fax +41 41 666 16 50
www.maxonmotor.com

 

Anwender
Clyde Space Ltd
GB-Glasgow G3 8JU
Tel. +44 141 964 444
www.clyde-space.com