Hybridantriebe Antriebstechnik für das weltgrösste Teleskop

>> Damit der mit 39 Meter Durchmesser riesige Hauptspiegel des European Extremely Large Telescope trotz Windlast oder Schwerkrafteinwirkung in Form bleibt, sind für die 800 einzelnen Spiegelsegmente steife Antriebe erforderlich, die mit relativ grossem Verfahrweg arbeiten, aber auch eine nanometergenaue Positionierung ermöglichen. Sogenannte Hybridantriebe, die einen Spindel-Motor-Antrieb mit einem piezoelektrischen Aktor kombinieren, bieten hierfür die besten Voraussetzungen.

Anbieter zum Thema

SMC Schweiz AG

maxon international ag

FAULHABER SA

Dyn Eos AG Dynamic & Electro-Optical Solutions

Physik Instrumente (PI) SE & Co. KG

Das European Extremely Large Telescope (E-ELT), das die Europäische Südsternwarte (European Southern Observatory, ESO) derzeit plant, soll 2018 auf dem über 3000 m hohen Cerro Armazones in der chilenischen Atacamawüste in Betrieb gehen. Der Hauptspiegel misst zirka 39 m im Durchmesser und ist aus knapp 800 sechseckigen Spiegelelementen zusammengesetzt, jedes Spiegelelement wird von 3 Antrieben positioniert.

Die Anforderungen an die Präzisionsantriebe, welche die Segmente verstellen, sind keineswegs trivial: Relativ grosse Stellwege von bis zu 15 mm bei einer Positions- und Bahngenauigkeit von besser als 2 nm (Nanometer), liegen an der Grenze des technisch Machbaren.

Um ein Objekt während der Beobachtung zu verfolgen, liegen die Fahrgeschwindigkeiten typischerweise zwischen einigen nm/s (Nanometern pro Sekunde) und 1,2 µm/s. Dabei darf die Positionsabweichung im Mittel nicht mehr als 1,7 nm betragen.

Soll das Teleskop auf ein anderes Objekt ausgerichtet werden, sind Geschwindigkeiten bis zu 250 µm/s erforderlich. Dabei müssen beachtliche Massen bewegt werden:

Ein einzelnes Spiegelsegment wiegt etwa 270 kg. Aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtungen des Teleskops hat ein einzelner Antrieb Lasten zwischen 0 und 900 N zu bewegen, beziehungsweise zu halten.

Für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung hat die Firma Physik Instrumente (PI) eigens einen Hybridantrieb massgeschneidert.

(ID:35423210)