Rosetta-Sonde

Präzisionsarbeit
im Kometenschweif

Die Raumsonde Rosetta und ihre Landeeinheit Philae erforschen gemeinsam die Geheimnisse des Kometen Tschuri. Die Sonde untersucht die umgebende Partikelwolke des Komenten. Spezialmotoren der Firma Phytron leisten dabei Präzisionsarbeit.
Die Raumsonde Rosetta umkreist nach wie vor den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, kurz Tschuri, in sicherem Abstand. Mit an Bord sind elf wissenschaftliche Präzisionsinstrumente. Das Instrument Cosima sammelt aufgewirbelte Partikel des Kometen für weitere Analysen mit der Hilfe von weltraumtauglichen Hybridschrittmotoren von Phytron.

Hochpräzises Handling

Cosima steht für „Cometary Secondary Ion Mass Analyser“ und setzt sich aus einer Reihe von Einzelinstrumenten zusammen wie einem Sekundärionen-Massenspektrometer und einem Vierachs-Handling-Roboter. Das Spektrometer untersucht die Staubumgebung des Kometen und analysiert die aufgesammelten Staubkörnchen. Diese werden vom Handling-Roboter transportiert. Eine Herausforderung besteht darin, die Staubprobe mittels einer Leichtbaumechanik über Strecken von 10cm von Instrument zu Instrument zu fahren und dann jeweils hochpräzise auszurichten. Die Motoren können die zu untersuchenden Staubkörner in 0,8µm-Schritten verfahren und stellen so nicht nur passende Analysebedingungen sicher, sondern erhöhen durch die Aufnahme leicht versetzter Bilder sogar die Auflösung der Mikroskopkamera. „Eine für diese Konstruktion unglaubliche Leistung“, sagt Dr. Martin Hilchenbach, Projektverantwortlicher für das Cosima-Experiment beim Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Den Auftrag für die Entwicklung des Roboters hatte schon im Jahr 1998 die Firma Cemec bei Nürnberg erhalten. Angetrieben wird die Vierachsmechanik durch die zweiphasigen, für das Ultrahochvakuum und den Weltraumeinsatz ausgelegten Hybridschrittmotoren von Phytron.

Entscheidende Kriterien

„Es war wichtig, jemanden an der Seite zu haben, der in der Lage ist, einen weltraumtauglich getesteten Motor zu liefern“, so Cemec-Geschäftsführer Martin Schwab. „Sonderlager in den Motoren, präzise Geometrien, die Auswahl der richtigen Materialien und die Fertigung individueller mechanischer Interfaces sind hier neben der reinen Leistung entscheidenden Kriterien.“ Das Ausgasen der Motoren, Funktionstests und Freigaben hatten den sofortigen Einsatz der Antriebe in der Mechanik ermöglicht. Durch das robuste Funktionsprinzip und die einfache Ansteuerung bei gleichzeitig hochpräzisen Positioniereigenschaften eignen sich die Phytron-Schrittmotoren auch ohne Feedbackelektronik für anspruchsvolle Anwendungen. Hilchenbach ergänzt: „Die Schrittmotoren arbeiten auch nach zehn Jahren im Weltall sehr zuverlässig und hochpräzise. 2007, also noch in der Anflugphase, wurden alle 24 Targets gegriffen und fotografiert. Seit Juli 2014 operieren wir jetzt am Kometen. Inzwischen arbeitet das Gerät vier Mal in der Woche, jeweils bis zu 16 Stunden.“ Erfreuliches Resultat: Es wurde bereits Natrium und Magnesium in den analysierten Staubkörnern gefunden. n Raumsonde Rosetta