esa Magnetic Brake

bremse vor satellit im orbit — esa Magnetbremse

Die Aktivitäten der Menschheit im Weltraum nehmen ständig zu. Moderne Satelliten und andere Raumfahrzeuge sind mit einer großen Anzahl von Drehantrieben ausgestattet. Zum Blockieren von Drehbewegungen, z. B. beim Fixieren von Antennen oder Solarpanels in ihrer Ausrichtung, können herkömmliche Bremsen auf Reibungsbasis oder mit mechanischer Verriegelung wegen der Gefahr von Kaltverschweißung oder Abrieb nicht verwendet werden.
Der herkömmliche Ansatz verwendet Schrittmotoren, die aufgrund der magnetischen Reluktanz ein inhärentes Rastmoment aufweisen. Die Größe des Schrittmotors wird jedoch manchmal nicht durch das erforderliche Nenndrehmoment, sondern durch das erforderliche Bremsmoment bestimmt. Dadurch werden diese Aktuatoren unnötig groß und schwer.

Im Projekt MagneticBrake II wurde ein neuartiges Konzept für eine magnetische Bremse entwickelt, die sich mittels eines kurzen Stromimpulses ein- und ausschalten lässt. Der entscheidende Vorteil: In beiden stabilen Zuständen – sowohl im verriegelten als auch im entriegelten – wird keine Energie benötigt. Das Funktionsprinzip ist klar und effizient: Ein Permanentmagnet erzeugt einen magnetischen Fluss, der über eine Verzahnung eine stabile Rastposition sicherstellt und damit ein energieloses Halten ermöglicht. Durch eine spezielle Auslegung des Permanentmagneten kann dieser Fluss mittels eines kurzen Stromimpulses in einer Spule gezielt aktiviert oder deaktiviert werden. Ist kein magnetischer Fluss vorhanden, lässt sich der Rotor frei und ohne Widerstand bewegen. Ein weiterer Stromimpuls stellt den magnetischen Fluss wieder her – die Bremse verriegelt erneut.