Nussbaumen (Schweiz), 20. November 2023 – Mit den Antennen für die zukünftig größte Radioastronomie-Anlage der nördlichen Hemisphäre beginnt das neue Kapitel der Weltallforschung. „Die ultrasensiblen Bildgebungsfähigkeiten dieser bahnbrechenden Instrumente sollen uns einen beispiellosen Blick ins Weltall gewähren und dabei unterstützen, die Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln“, erklärt Lutz Stenvers, Geschäftsführer der mtex antenna technology GmbH. Die Antennen der neuen Generation mit einem Durchmesser von je 18 Metern werden in einem klar definierten Muster in ganz Nordamerika positioniert. Das Areal mit insgesamt 244 Antennen wird sich über etwa 1.000 Kilometern erstrecken. Die spezielle Anordnung der Antennen wird dabei für einen optimalen Datenempfang aus dem Kosmos sorgen.
„Mit der Spitzentechnologie, der Präzisionstechnik und einem unermüdlichen Einsatz für wissenschaftliche Entdeckungen steht das Projekt an der Spitze der astrophysikalischen Forschung“, führt Lutz Stenvers fort. „Und die Komponenten von Liebherr übernehmen darin eine wichtige Aufgabe.“
Präzision im Handumdrehen: die nahtlose Synergie dreier Elemente
Entscheidend für den Betrieb einer ngVLA-Antenne sind die darin verbauten Komponenten wie das Großwälzlager, zwei Zahnkränze und die Azimutantriebe. Das Großwälzlager wird für die Azimutverstellung verwendet, um eine genaue Positionierung der Antenne zu ermöglichen. Der Durchmesser der Rollendrehverbindung beträgt 3,3 Meter. Dabei beläuft sich ihr Gewicht auf 4.128 Kilogramm, um für mehr Stabilität zu sorgen; ihre Rundlaufgenauigkeit von 0,1 mm in axialer und 0,05 mm in radialer Richtung übernimmt eine entscheidende Rolle für die Präzision. Das Großwälzlager ist spielfrei konstruiert und eignet sich dadurch ideal für die Azimutverstellung der Antenne.
Als Ergänzung zum Großwälzlager ist der Zahnkranz von einer großen Bedeutung für die Elevationsverstellung der Antenne, wobei er die hohen Anforderungen an die Verzahnungsqualität erfüllt. Die zwei Zahnkranzsegmente, die jeweils an den Seiten der horizontalen Antennendrehachse positioniert sind, sorgen für ihre exakte Elevationsverstellung.
Zudem ermöglicht die Interaktion der Azimutantriebe mit dem Großwälzlager ein hohes Maß an Präzision, in welcher sich die Satellitensysteme um die Turmachse drehen. Der Schlüssel ist ein geringes Verdrehspiel und eine erhöhte Steifigkeit der Planetengetriebe. Diese Optimierungen stellen sicher, dass der Verstellmechanismus des Gesamtsystems mit maximaler Genauigkeit arbeitet und so langfristig eine exakte Positionierung gewährt.
Die Elevationsverstellung, die für die Neigung von Satellitenschüsseln zuständig ist, nutzt die gleichen Antriebe wie die Azimutverstellung, jedoch mit einem angepassten Übersetzungsverhältnis. Das Zusammenspiel der beiden Verstellsysteme ist für eine exakte Antennenausrichtung unabdingbar.
Rigorose Tests als Erfolgsvoraussetzung
Um die Präzision des Azimut-Lagers zu gewährleisten, unterzog Liebherr-Components das Lager dem sogenannten "Wobble-Test". Am Standort in Biberach (Deutschland) wurden dabei ausgewählte Positionen mehrmals angefahren, um somit die größtmögliche Genauigkeit im Betrieb zu messen und sicherzustellen.
Vor der Markteinführung testet Liebherr die Prototypen auf Herz und Nieren in einem umfassenden Testprogramm, einschließlich Steifigkeitstests, um sicherzustellen, dass die Azimut- und Elevationsantriebe die höchsten Industriestandards nicht nur erfüllen, sondern übertreffen. Das über Jahrzehnte aufgebaute Fachwissen ist entscheidend für das Zusammenwirken von Großwälzlager, Zahnkranz und Drehantrieben als Komponenteneinheit.
Mit dem Engagement für die Entwicklung von Präzisionstechnik und innovativen Lösungen gestaltet Liebherr zusammen mit mtex antenna technology die Zukunft der Satellitensysteme und treibt die Satellitenpositionierungstechnologie voran.
