Rover Perseverance und Harmonic Drive® entdecken den Mars
Als Teil des Mars Exploration Program der NASA steht Rover Perseverance vor einer großen Herausforderung: Er soll Marsgestein und Klima des roten Planeten erforschen. Dafür greift er auf einen mit Harmonic Drive® Getrieben bestückten Roboter-Arm zurück.
Der rote Planet
Abermillionen von Kilometern trennen ihn von der Erde: Der Mars galt in früheren Kulturen aufgrund seiner Färbung als bedrohlich und aggressiv. Ganz von der Hand zu weisen ist dies nach heutigen Erkenntnissen nicht. Es ist kalt auf dem roten Planeten, während Staubstürme mit Geschwindigkeiten von bis zu 400 km/h über ihn hinwegziehen. Mittendrin: Rover Perseverance und Harmonic Drive® Getriebe.
Mission erforscht Leben auf dem Mars
Die Ziele der Mission reihen sich in jene des Mars Exploration Program der NASA ein. Vier Aufgabenstellungen an den Marsaufenthalt von Perseverance sind klar definiert und finden im Rahmen wissenschaftlicher Forschung statt. Diese lauten:
- Feststellen, ob jemals Leben auf dem Mars existierte: Der Rover sucht nach konservierten Anzeichen von Leben, den sogenannten Biosignaturen, in einem Gebiet des Mars, das in der Vergangenheit für Leben günstig gewesen sein könnte.
- Charakterisierung des Marsklimas: Mit seinen dafür vorgesehenen Instrumenten soll Perseverance die Klimabedingungen auf dem Mars untersuchen und Anzeichen dafür finden, dass der Planet einst bewohnbar war und zukünftig sein kann. Hierbei arbeitet er auch mit den Forschungsergebnissen des Rovers Curiosity.
- Charakterisierung der Marsgeologie: Perseverance sammelt Gesteinsproben, versiegelt sie und lagert sie sowohl in sich selbst als auch auf der Marsoberfläche. Diese Proben könnten bei künftigen Marsmissionen geborgen und zur Erde zurückgeschickt werden, um sie tiefgreifender zu untersuchen.
- Vorbereitung auf den Menschen: Der Rover bietet eine experimentelle Technologie, mit der versucht wird, Sauerstoff aus der Marsatmosphäre zu gewinnen. Diese Fähigkeit könnte den Weg für künftige bemannte Missionen zum Mars ebnen.
The mission itself personifies the human ideal of persevering toward the future and will help us prepare for human exploration of the Red Planet.
Steve Jurczyk, NASA-Administrator
Roboterarm ersetzt menschliche Geologen
Um die diversen Forschungsziele der Mission erfüllen zu können, ist Rover Perseverance mit einem über 2 Meter messenden Roboterarm ausgestattet. Dessen Funktionalität und Bewegungsfreiheit ähnelt einem menschlichen Arm in vielerlei Hinsicht. So verfügt er über 5 Freiheitsgrade beziehungsweise Aktuatoren, die den menschlichen Schulter-, Ellbogen- und Handgelenken nachempfunden sind. Die Intention dieser Struktur ist es, die Arbeit eines menschlichen Geologen bestmöglich nachzustellen. Am Ende des Roboterarms, der Hand, ist Perseverance mit mehreren wissenschaftlichen Werkzeugen ausgestattet. Zu den auf dem kreuzförmigen Revolverkopf installierten Instrumenten gehören ein stereoskopisches Bildgebungssystem, Spektrometer, Bodenradar und Sensorik. Der Rover ist in der Lage, Gesteinskerne mithilfe eines Schlagbohrers zu entnehmen, mikroskopische Aufnahmen anzufertigen und die elementare und mineralische Zusammensetzung von Gestein und Boden auf dem Mars zu analysieren.
Große Bewegungsfreiheit dank fünf Harmonic Drive® Getrieben
Bewegungsfreiheit und Funktionalität des Roboterarms basieren grundlegend auf den in seinen Gelenken verbauten Antriebselementen. Gleich fünf Harmonic Drive® Getriebe sind hier eingebunden und ermöglichen eine zuverlässige, präzise und spielfreie Positionierung zur perfekten Durchführung der wissenschaftlichen Arbeiten.
- Zur horizontalen und vertikalen Bewegung verfügt das Schultergelenk des Rovers über zwei Antriebseinheiten. Während in horizontaler Ebene eine Bewegungsfreiheit von 160° ermöglicht wird, sind es in vertikaler Ebene 70°.
- Der eigentliche Arm wird von einem weiteren Antriebselement geführt, bewegt sich um 290° und kann sowohl nach oben als auch außen hin ausgeklappt werden.
- Das für die Positionierung des Revolverkopfs und damit der Werkzeuge verantwortliche Handgelenk ist mit zwei Antriebseinheiten ausgestattet, die eine vertikale und horizontale Drehung um 340° und 350° ermöglichen.
Wussten Sie schon?
Perseverance sollte planmäßig mindestens ein Mars-Jahr auf dem roten Planeten verbringen – das entspricht etwa 687 Tagen auf der Erde. Diesen Meilenstein hat der Rover längst geknackt.
Landung im Jezero-Krater
Ein für Wissenschaftler spannendes Terrain kann nicht nur bei der Landung, sondern auch generell für die Systemkomponenten des Rovers eine Herausforderung darstellen. Dennoch gelang es Perseverance, den auserkorenen Landeplatz auf dem Mars anzusteuern, die Gefahren der Landung selbstständig zu vermeiden und bis heute erfolgreich zu manövrieren. Willkommen im Jezero-Krater!
Einstiges Flussdelta fasziniert
An der Auswahl des Landeplatzes waren Mitglieder des Missionsteams und Wissenschaftler aus aller Welt beteiligt. Mehr als 60 Orte auf dem Mars wurden sorgfältig untersucht, bevor der Jezero-Krater den Zuschlag erhielt. Das 45 Kilometer breite Becken kennzeichnet sich durch ein faszinierendes, altes Flussdelta mit steilen Klippen, Sanddünen und Geröllfeldern. Vor etwa 3,5 Milliarden Jahren soll hier ein Fluss in ein Gewässer von der Größe Andorras geflossen sein. Heute ist der Krater völlig ausgetrocknet, bietet jedoch hohes Potenzial für die Forschung und möglicherweise die Entdeckung mikrobiellen Lebens. (Bild: ESA/DLR/FU-Berlin)
Ein Meilenstein der Weltraumforschung
Mit der ersten Probensammlung der Menschheit auf einem anderen Planeten dokumentierte Perseverance einen Meilenstein in der Geschichte der Weltraumforschung. Doch sein Einsatz ist noch nicht beendet. Mars Rover Perseverance und die integrierten Harmonic Drive® Getriebe im Quick-Check:
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0Präzisionsgetriebe
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0Tage+ auf dem Mars
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0Mars-Kilometer
Emre Dinler
Senior Manager Aviation & Space
Ihr Direkt-Kontakt
Tel: +49 6431 5008-760
E-Mail: emre.dinler@harmonicdrive.de
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