5 challenges qu'un moteur électrique doit surmonter sur Mars

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L'espace est impitoyable. C'est pourquoi les moteurs de précision qui se lancent dans un voyage vers d'autres planètes doivent répondre à des normes de qualité extrêmement élevées.

Chaque moteur Maxon pour Mars est basé sur un produit de catalogue et est modifié pour la mission spécifique. En effet, les moteurs DC, les réducteurs et les encodeurs sont confrontés à des conditions brutales pendant le décollage, le long voyage dans l'espace et la mission sur la planète rouge. Dans ce blog, je parlerai des propriétés qu'un moteur doit avoir pour être admissible à un voyage vers Mars.

Vibrations et chocs

Le premier défi est de survivre au lancement de la fusée. Cela signifie que le moteur doit être résistant aux chocs et aux vibrations. Les vibrations ne sont pas aussi fortes qu'on pourrait le croire : Un peu plus que dans un avion de ligne, mais pas beaucoup plus, et seulement pendant quelques minutes. Les chocs, en revanche, sont un problème auquel nous devons faire face régulièrement lorsque nous travaillons avec des produits standard. Ils se produisent principalement lors de la séparation du premier étage du reste de la fusée. Les forces qui en résultent détruisent les moteurs normaux car le rotor se sépare du stator. C'est pourquoi nous devons renforcer nos entraînements, par exemple en encapsulant le rotor et en utilisant des soudures spéciales, des bagues de retenue spéciales et des matériaux optimisés.

Le vide et les radiations

Le voyage vers Mars dure environ six mois. Pendant ce temps, les moteurs doivent survivre au vide et aux radiations. Le rayonnement le plus dommageable ne provient pas du Soleil, mais de particules à haute énergie provenant de l'extérieur du système solaire, qui peuvent endommager l'électronique. C'est pourquoi nous avons besoin d'une électronique spécialement durcie pour les capteurs à effet Hall des moteurs. Pour plus de sécurité, nous les installons par paires pour assurer la redondance. Dans le vide, la durabilité des composants est importante. Vous ne pouvez pas utiliser une colle dont les propriétés chimiques changent et qui, après quelques jours dans le vide, perd de son adhérence.

Réduction du poids

Les fusées ne peuvent transporter qu'une masse limitée vers d'autres planètes. Pour être le plus léger possible, nous avons également recours à des formes inhabituelles et utilisons des boîtiers plus fins, ou du titane au lieu de l'acier. Nous utilisons aussi souvent les plus petites tailles de moteur possibles, car nous savons que le temps de fonctionnement nécessaire est généralement plus court que pour les applications industrielles. Une usure plus importante est donc acceptable.

L'atmosphère de Mars

Après l'arrivée, le moteur doit fonctionner sans faille pendant toute la durée de la mission : En raison de la faible épaisseur de l'atmosphère, les lubrifiants doivent résister au dégazage et doivent conserver leurs propriétés. En particulier pour les moteurs DC à balais, il est également nécessaire d'utiliser le bon mélange de balais. Aucune patine ne se forme sur Mars, c'est pourquoi nous avons développé des balais spéciaux imprégnés d'un lubrifiant (graphite argenté avec 15% de MoS2). C'est l'une des modifications les plus importantes, car les moteurs à balais ordinaires tombent en panne après seulement quelques heures de fonctionnement sous vide.

Tests de qualité

Bien que les disques utilisés sur Terre soient également testés, ces tests ont des limites en raison de considérations financières. C'est différent pour une mission sur Mars, où tout type de risque est inacceptable. Dans ce cas, il est préférable de tester chaque composant. Nous testons également chaque assemblage, et les tests sont documentés de manière exhaustive. C'est ainsi que nous prouvons à notre client que le moteur est exactement comme nous l'avons promis. Les modèles utilisés en mission doivent être identiques à ceux qui ont été testés, car ils ont été exposés aux mêmes contraintes lors des tests que dans la vie réelle. Ils ont été placés sur un secoueur, exposés à des cycles de température et soumis à des tests de durabilité. Si les moteurs passent tous ces tests avec succès, nous pouvons être sûrs que la conception est bonne. La seule étape restante est de construire tous les autres disques de la même manière, d'où toute la documentation. Ce processus demande beaucoup d'efforts, mais il en vaut la peine : L'histoire des missions spatiales montre que tout ce qui est négligé pose des problèmes - et l'espace est impitoyable.

En savoir plus sur la contribution de Maxon à l'actuelle mission Persévérance de la NASA : mars.maxonworld.com

 

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