09.07.2015

Explosionsartige Veränderungen im Erdmagnetfeld

Das NASA-Forschungsprojekt Magnetospheric Multiscale (MMS) soll helfen, das Magnetfeld der Erde zu erforschen und erstmals ein dreidimensionales Abbild davon liefern, wie sich erdnahe Magnetfelder trennen und wieder verbinden. Bei diesen Vorgängen werden große Mengen Energie freigesetzt, die auch starke Auswirkungen auf Elektronik haben können.


Bild: Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG

Die MMS-Mission besteht aus vier identischen Raumsonden, die am 12. März von Cape Canaveral in den Weltraum gestartet sind. Dort wird jede Sonde vier kugelförmige Magnetfeldsensoren an 48m langen Kabeln hinausschicken und so einen großen Messbereich abdecken. Die Kabel werden von Faulhaber-Schrittmotoren abgespult, sobald die Raumfahrzeuge in ihrem Zielgebiet angelangt sind. "In der Raumfahrt gibt es keine zweite Chance", erklärt Michaël Raymond von Faulhaber Precistep in La Chaux-de-Fonds (Schweiz), "die Geräte an Bord der Sonde müssen ihre Aufgabe absolut zuverlässig erledigen. Die NASA hat deshalb eigens ein Audit unserer Produktion durchgeführt." Zu den hohen Anforderungen gehörten auch eine hohe Motorleistung bei sehr geringem Gewicht - beim Raketenstart zählt jedes Gramm - und möglichst kleinen Ausmaßen. Motor und Präzisionsgetriebe sind nur knapp über 56mm lang. Trotzdem leistet die Einheit bis zu 0,5Nm an der Abtriebswelle.

Vakuumtauglicher Schmierstoff

Damit sie im Weltraum einwandfrei arbeiten, wurden die Kugellager der Motoren und die Zahnräder der Getriebe mit einem speziellen Schmierstoff geschmiert, der auch im Vakuum und bei tiefkalten Temperaturen seine Funktion erfüllt. Außerdem erhielten die Einheiten aus Motor und Getriebe Entlüftungslöcher, um die im Gehäuse eingeschlossene Luft beim Verlassen der Erdatmosphäre austreten zu lassen und damit einen unerwünschten Druckunterschied zu vermeiden. Die Raumsonden werden in verschiedenen dreidimensionalen Formationen in Bereiche des Erdmagnetfeldes fliegen, in denen die sogenannte magnetische Rekonnexion stattfindet. Bei diesem physikalischen Vorgang ändert sich die Struktur eines Magnetfeldes explosionsartig, und große Energiemengen werden freigesetzt. Die MMS-Mission soll zum ersten Mal ein dreidimensionales Bild dieser Vorgänge liefern. Sie sind ein entscheidender Faktor des sogenannten Weltraumwetters, das wiederum Kommunikationssatelliten im Orbit und Elektrotechnik auf der Erde beeinflusst. Die beteiligten Wissenschaftler erwarten zudem, mit den Daten der Sonden zu einem besseren Verständnis fundamentaler Abläufe im gesamten Universum zu gelangen.

Anzeige