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Die Sterne ganz genau im Blick

Astronomen und Astrophysiker, die das Weltall erforschen, sind auf hochleistungsfähige Teleskope angewiesen. Auf der spanischen Kanareninsel La Palma hat Schaeffler eines der weltgrößten Spiegelteleskope mit einem rotierenden Direktantriebsmotor ausgestattet – und unterstützt mit seiner Technologiekompetenz Wissenschaftler beim präzisen Beobachten entfernter Galaxien.

Ideale Bedingungen für Sternegucker

Auf dem Roque de los Muchachos erwarten Astronomen mehrere Teleskope und ein geradezu perfekter Blick ins Weltall.
Auf dem Roque de los Muchachos erwarten Astronomen mehrere Teleskope und ein geradezu perfekter Blick ins Weltall.

Wer zu den Sternen blicken will, um Planeten, Schwarze Löcher oder andere ferne Himmelskörper zu erkunden, muss zunächst hoch hinauf. Auf fast 2500 Metern Höhe erstreckt sich die Hügelkette des Roque de los Muchachos auf La Palma. Nirgendwo sonst in Europa ist der Himmel aufgrund der geringen Lichtverschmutzung nachts so dunkel und klar wie auf der spanischen Kanareninsel im Atlantik.

Ideale (Forschungs-)Bedingungen für professionelle Sternegucker. Astronomen und Astrophysiker aus verschiedenen Ländern finden an diesem entlegenen Ort eine weltweit nahezu einzigartige Infrastruktur mit einem Dutzend imposanter Sternwarten. Unter den verschiedenen Observatorien des Roque de los Muchachos ragt das Gran Telescopio de Canarias (GTC) heraus: Mit 36 Spiegeln und 10,4 Metern Durchmesser gehört die silberne Stahlkonstruktion zu den größten Spiegelteleskopen weltweit. Im Jahr 2009 offiziell eröffnet, hat das rund 300 Tonnen schwere und 80 Millionen Euro teure GTC schon mehr als 2000 Planeten ausfindig gemacht und ferne Galaxien entdeckt.

Hochpräzise und millimetergenaue Bewegung

Riesenteleskope wie das GTC sind Geräte, die hochpräzise arbeiten. Beim nächtlichen und oft bis in die frühen Morgenstunden andauernden Blick zu den Sternen setzen die Wissenschaftler auf lange Belichtungszeiten. Das Teleskop muss sich dann millimetergenau bewegen lassen – eine anspruchsvolle Aufgabe bei dem enormen Gesamtgewicht.

Schaeffler konnte seine Expertise in diesem Bereich im Jahr 2015 schon einmal unter Beweis stellen, indem das Unternehmen einen Torquemotor für eine Satelliten-Beobachtungsstation im chinesischen Changchun lieferte, die Teil der Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ist.

Wichtiger Präzisionsmechanismus: Der Instrumentenrotator steuert die Teleskopkamera.
Wichtiger Präzisionsmechanismus: Der Instrumentenrotator steuert die Teleskopkamera.

Mit Fachwissen aus dem Bereich Industrial Drives

Bei dem jüngsten Projekt auf La Palma brachte Schaeffler Iberia sein Ingenieur-Fachwissen aus dem Bereich Industrial Drives ein und beteiligte sich beim GTC an der Entwicklung des Instrumentenrotators für eine der Fokus-Stationen, die sogenannte Cassegrain Focal Station (CG-Set). IDOM, ein spanisches Unternehmen, das Ingenieur- und Architekturdienstleistungen anbietet, wurde mit der Entwicklung dieses neuen CG-Sets beauftragt. Aufgrund der positiven Erfahrungen aus der langjährigen Zusammenarbeit mit Schaeffler Iberia in verschiedenen Projekten entschied sich IDOM, Schaeffler in die Entwicklung des Instrumentenrotatorantriebs einzubeziehen.

Der Instrumentenrotator wirkt als wichtiger Präzisionsmechanismus des Teleskops: Er steuert das Fokusverfolgungs- und Schnellpositionierungssystem, das die rund zwei Tonnen schwere Teleskopkamera während der gesamten Beobachtung in einer sehr gleichmäßigen Bewegung dreht, um die perfekte Ausrichtung zum Himmel aufrechtzuerhalten. Im konkreten Fall musste die Schaeffler Spezial-Antriebslösung nicht nur die Fähigkeiten einer genauen Positionierung und exakten Geschwindigkeitsregelung der Kamera erfüllen, sondern auch durch ein möglichst kompaktes und leichtes Design des Instrumentenrotators überzeugen.

Vorteile der innovativen Schaeffler-Lösung

Die von Schaeffler verwendete Antriebslösung ist ein sogenannter Segmentmotor (ähnlich dem hier abgebildeten Typ). Er zeichnet sich durch eine hoch-dynamische und doch sehr gleichmäßige Bewegung aus und arbeitet zudem sehr energieeffizient.
Die von Schaeffler verwendete Antriebslösung ist ein sogenannter Segmentmotor (ähnlich dem hier abgebildeten Typ). Er zeichnet sich durch eine hoch-dynamische und doch sehr gleichmäßige Bewegung aus und arbeitet zudem sehr energieeffizient.
Der RMF-Torquemotor-Typ besteht aus Segmenten. Diese Konstruktion reduziert die Transport- und Montagekosten. Im Servicefall muss außerdem nicht der gesamte Motor, sondern nur das betroffene Segment ausgetauscht werden.
Der RMF-Torquemotor-Typ besteht aus Segmenten. Diese Konstruktion reduziert die Transport- und Montagekosten. Im Servicefall muss außerdem nicht der gesamte Motor, sondern nur das betroffene Segment ausgetauscht werden.

Direktantrieb für hoch-dynamische und sehr gleichmäßige Bewegung

Schaeffler fand dafür eine spezielle Lösung, die sehr gut zu den Anforderungen passte. Spezialisten entwickelten einen segmentierten, nutenlosen RMF-Torquemotor-Typ für den Antrieb des Instrumentenrotators und unterstützten zudem dessen Montage, um die Steuerparameter für den Motor festzulegen. Der Direktantrieb von Schaeffler Industrial Drives zeichnet sich durch eine hoch-dynamische und doch sehr gleichmäßige Bewegung aus, welche zudem sehr energieeffizient arbeitet. Die Besonderheit: Bei dem Motor mit einem Durchmesser von mehr als zwei Metern handelt es sich um ein bewährtes Antriebskonzept aus dem Bereich Werkzeugmaschine, das für ein Teleskop adaptiert und gebaut wurde.

Die innovative Schaeffler-Lösung bietet weitere Vorteile. Da der Motor aus Segmenten besteht, reduzierten sich die Transport- und Montagekosten. Ferner vereinfachte die vergleichsweise kompakte Konstruktion die Installation und trägt dazu bei, die Leistung und Wartung des gesamten Systems zu optimieren. Insbesondere im Servicefall muss nicht der gesamte Motor, sondern nur das betroffene Segment ausgetauscht werden.

Nachweis für breite Technologiekompetenz

„Das Teleskop-Projekt zeigt sehr eindrücklich die breite Technologiekompetenz und das hohe Innovationspotenzial von Schaeffler. Mit unserer unkonventionellen Antriebslösung haben wir eine spezielle Anwendung realisiert, die eine präzise Untersuchung des Weltalls und damit wegweisende internationale Forschung unterstützt. Zugleich bietet unser Produkt einen überzeugenden Mehrwert für den Kunden, wenn es um Leistungsfähigkeit, Energieverbrauch und zukünftige Wartung des Systems geht“, erklärt Albert Monera-Llorca, Präsident der Sparte Industrie für Schaeffler Spanien und Südeuropa.

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