De ruimtevaart staat symbool voor technologische innovatie. Vooral bij satellieten is het succes van een complete missie afhankelijk van de betrouwbaarheid, de lange levensduur en het rendement van de onderdelen. Satellieten voeren uiteenlopende essentiële taken uit en ondersteunen communicatie, navigatie, observatie, weersvoorspellingen en wetenschappelijk onderzoek. En dat is precies waar de aandrijfsystemen van FAULHABER het verschil maken.
Het ruimtevaarttijdperk begon in 1957 met de lancering van de Spoetnik 1. Hierna volgden de ontwikkelingen elkaar in hoog tempo op, met de maanlanding in 1969, het GPS-navigatiesysteem van 2000, en onbemande onderzoeksmissies naar Mars, de zon en het heelal. En satellieten vormen inmiddels de ruggengraat van veel technologische infrastructuur. Op dit moment cirkelen er meer dan 13.000 satellieten in een baan om de aarde, en in de toekomst zal dit aantal alleen maar toenemen.
De ruimtevaart vraagt veel van technologie: krachtige trillingen en gigantische versnellingskrachten tijdens de lancering, en vacuüm, extreme temperatuurwisselingen en intense straling en uitgassing buiten de dampkring. Tegelijkertijd telt iedere gram gewicht, want de massa van de lading heeft een directe uitwerking op de kosten en het brandstofverbruik van een raket. FAULHABER levert aandrijvingen op maat die perfect aansluiten op deze vereisten. De compacte motoren en complete systemen kenmerken zich door een hoge vermogensdichtheid, minimale benodigde installatieruimte en extreme stevigheid: de ideale eigenschappen voor het werk in de ruimte.
De aandrijvingen van FAULHABER leveren een hoog koppel met een minimaal gewicht, of het nu gaat om DC-motoren met of zonder borstel, stappenmotoren of lineaire aandrijvingen. In combinatie met encoders, sensoren of tandwielkasten vormen deze motoren extreem krachtige systemen, die zelfs in de meest beperkte installatieruimte maximale precisie leveren. Een goed voorbeeld is de uitzonderlijke stappenmotor AM3248. Dit is een meerpolige tweefasemotor met 48 stappen per omwenteling en een statisch koppel van 85 mNm, die indrukwekkende prestatiecijfers levert. Dat maakt deze motor een ideale keus voor veeleisende toepassingen in de ruimte, zoals het uitlijnen van de zonnepanelen van satellieten. In deze toepassing zorgen de motoren van FAULHABER ervoor dat de panelen gedurende vele jaren altijd op de zon gericht zijn, met betrouwbaarheid, precisie en uitstekende temperatuurstabiliteit.
Moderne satellieten werken met verschillende aandrijfsystemen, afhankelijk van de taak en het doel van de missie. Om de positie van een satelliet te wijzigen of zijn baan te corrigeren, worden meestal grote straalmotoren gebruikt. Maar veel andere satellietfuncties werken met miniatuur- en micromotoren, die bewegingen extreem nauwkeurig aansturen. Ondanks hun kleine formaat zijn deze aandrijvingen onmisbaar voor de betrouwbare werking van een satelliet.
Microaandrijvingen worden bijvoorbeeld gebruikt om zonnepanelen uit te lijnen voor optimale energie-opwekking. Maar ze kunnen ook antennes aanpassen en nauwkeurig positioneren, zodat een stabiele communicatie met de aarde mogelijk is. Ook optische instrumenten, zoals camera's, telescopen en sensoren, worden door minuscule motoren perfect uitgelijnd. Miniatuurmotoren sturen mechanismen aan voor het loslaten of uitvouwen van uitschuifbare componenten en voeren positioneringstaken uit, bijvoorbeeld met reactiewielen of gyroscoopsystemen.
Uitgassing is het vrijkomen van gassen uit materialen in het vacuüm van de ruimte. Materialen zoals kunststoffen, kleefstoffen of coatings wasemen vluchtige bestanddelen uit, zoals oplosmiddelen of vocht. Dit fenomeen kan schadelijk zijn voor gevoelige satellietcomponenten, zoals sensoren, optica of elektronica. Vooral in beperkte installatieruimtes en in een vacuüm is het daarom van essentieel belang om materialen te gebruiken met zo min mogelijk uitgassing. Componenten voor de ruimtevaart – bijvoorbeeld aandrijfsystemen – moeten daarom worden getest volgens strenge normen.
Satellieten worden onderverdeeld in verschillende categorieën op basis van hun doel, hun formaat en hun baan om de aarde. Dit zijn de belangrijkste soorten:
Het ontwerp en de uitrusting van een satelliet is afhankelijk van de missie, met aandrijfsystemen, sensoren en energiebronnen op maat, die vaak in extreem kleine ruimtes worden geïntegreerd.
In de ruimte staan satellieten bloot aan extreme omstandigheden. Een greep uit de uitdagingen:
Dat betekent dat alle satellietcomponenten extreem stevig moeten zijn, met een lange levensduur en goede stralingsbestendigheid. En dat geldt voor de algehele structuur, maar ook voor de elektronica en de miniatuuraandrijvingen.
De zonnepanelen leveren de energie waar de satelliet op werkt. Zonnecellen in de panelen zetten zonlicht om in elektrische energie. Dit is de energiebron voor alle systemen aan boord van de satelliet, bijvoorbeeld de communicatiemodules, de besturingssystemen, de sensoren en de aandrijvingen. Overtollige energie wordt opgeslagen in batterijen, zodat de satelliet ook in de schaduw van de aarde kan blijven werken.
Moderne satellieten werken met uitschuifbare zonnepanelen, die kunnen worden uitgelijnd om zoveel mogelijk zonlicht op te vangen. De nauwkeurige uitlijning wordt vaak aangestuurd door miniatuuraandrijfsystemen, die betrouwbaar moeten kunnen werken in het vacuüm van de ruimte.
Moderne satellietsystemen werken met uiteenlopende aandrijfsystemen, van grote straalmotoren om de baan van de satelliet te corrigeren, tot aan extreem nauwkeurige micromotoren, die de secundaire taken uitvoeren die onmisbaar zijn voor de werking van de satelliet.
Microaandrijvingen zijn onder andere verantwoordelijk voor de volgende functies:
Vaak zijn deze componenten maar een paar centimeter groot. Dat betekent dat de bijbehorende aandrijvingen extreem compact moeten zijn, maar daarnaast mogen ze ook maar weinig tot geen trillingen produceren, ze moeten energiezuinig werken en lang meegaan. Ook moeten ze betrouwbaar werken onder de zware omstandigheden in de ruimte, met een vacuüm, extreme temperaturen en kosmische straling.
