"It's Magic" – Wenn Kugelgewindetriebe blaue Blitze jagen

«Der Weltraum − unendliche Weiten. Wir schreiben das Jahr 2200.» Erinnern Sie sich?
So beginnt die Fernsehserie Raumschiff Enterprise.
Der Blick ins Weltall fasziniert die Menschheit aber schon seit Anbeginn und nicht erst 2200. Dem Funkeln in der Nacht wohnt eine solche Schönheit inne, die uns sofort zugänglich ist, auch wenn wir keine Ahnung von Astronomie haben. Die Gewindespezialisten bei Eichenberger bestätigen einmal mehr, dass sie Kundenwünsche und Leistungsanforderungen mit Lösungen verbinden. Mit beeindruckender Geschwindigkeit erlauben rund 4000 Kugelgewindetriebe einzigartige Einblicke in den Kosmos, welche Astronomen weltweit in Aufregung versetzen.


Weltklassebedingungen für das Observatorium und die Teleskope


MAGIC I und II werden die beiden grössten Luft-Cherenkov-Teleskope der Welt genannt. Die Schwesternteleskope stehen in ca. 2300 Metern Höhe auf dem höchsten Berg der kanarischen Insel La Palma, in einer Entfernung von 85 Metern. Der schroffe Grat einer gewaltigen Vulkanreihe im Norden der Insel heisst Roque de los Muchachos, was in Deutsch «Turm der Jungs» heisst. Und tatsächlich gibt es da oben über dem Atlantik so manches, was gepflegten Klischees zufolge eher Männern Spass macht. Das beginnt bei der Anfahrt über gefühlte hundert Haarnadelkurven und entlang an Abgründen, über die man im Geiste schon die ersten brennenden Jeeps im nächsten James-Bond-Film stürzen sieht. Und das wäre nicht der erste Bond, für den auf dem Gelände eines astronomischen Observatoriums gedreht würde.
La Palma ist klein und ruhig und gehört trotzdem zu einem der bedeutendsten Orte der Welt. Das Wunder der Insel aber sieht man nur nachts: den schönsten Sternenhimmel – erwiesen­ermaßen. Auf dem Roque de los Muchachos liegen nahezu ideale Bedingungen für astronomische Beobachtungen und Forschung vor. Wolken, die der Passatwind aus dem Nordosten bringt, bleiben an der Nordostflanke des Berges hängen, wo es oft regnet. Die Teleskope dagegen stehen im Nordwesten, hoch über dem Ozean. Die trockene und fast partikelfreie Luftschicht auf 2400 Metern Höhe und die geringe Lichtverschmutzung auf La Palma tun ihr Übriges und ermöglichen hervorragende Bilder über installierte Kameras und Teleskope.

 

shutterstock_1675294183 La Palma Foto 6
 Kugelgewindetriebe bilden das Herzstück in jeder der kleinen Antriebseinheiten der Spiegel.

La Palma ist ein UNESCO-Schutzgebiet,
das die Qualität und die natürliche Dunkelheit des Himmels schützt.


Blaue Gammablitze, die heftigsten Explosionen im Universum
– Gewindetriebe aus der Schweiz machen sie sichtbar

Die Astronomen können ihre Beobachtungsobjekte nicht direkt sehen, sondern nur die hochenergetische Gammastrahlung, die in ihrer Nähe entsteht. Deren Partikel, sogenannte Gammaquanten, bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit auf gerader Linie durchs Universum. Und das ist es, was so fasziniert: Wenn die Teilchen, Gammaphotonen genannt, teils nach Milliarden von Jahren langer Reise durch den Kosmos die Erde erreichen, können die Wissenschaftler auf ihren Entstehungsort und die Entstehungsumstände rückschließen. Forscher erhoffen sich dabei auch Hinweise auf mögliche Abweichungen von Einsteins Relativitätstheorie.
Die Photonen prallen in circa acht Kilometer Höhe auf die Erdatmosphäre und beginnen dort mit den Molekülen der Luft in Wechselwirkung zu treten. Zu unserem Glück, denn Gammastrahlen sind energiereich und würden uns Menschen umbringen. So aber entsteht eine Kettenreaktion mit atemberaubenden Folgen: ein ungefährlicher Teilchenschauer. Diese Teilchen fangen die Wissenschaftler mit den MAGIC-Teleskopen ein. Weil die Photonen sehr schnell sind, entstehen blaue Blitze. Dieses Licht nennt man Cherenkov-Licht. Die Teleskope sind nach dem sowjetischen Physiker Pawel Cherenkov
, der das Licht in den Dreißigern des vorigen Jahrhunderts entdeckt hatte, benannt worden.
Auf La Palma wird also die Lufthülle der Erde zu einem gigantischen Teilchen-Detektor umfunktioniert. Innerhalb weniger Sekunden können zwei Teleskope auf jeden beliebigen Punkt am Firmament fokussiert werden. Dass sich die Teleskope so schnell auf die Quelle des Gammablitzes ausrichten können, verdanken sie ihren leistungsstarken Antriebslösungen mit Gewindetrieben und deren verhältnismässig geringem Gewicht. Pro Teleskop sind 947 Aluminiumspiegel-Segmente auf Trägerplatten montiert und ergeben 247 m2 Spiegelfläche. Jede der fast tausend 50 x 50 cm grossen Spiegelplatten wird auf zwei Seiten von einem erstaunlich flinken und strapazierfähigen Kugelgewindetrieb Typ Carry 12 x 2 mm angetrieben. Enorm präzise und verblüffend schnell richten diese kaltgerollten Kraftprotze die einzelnen Spiegel auf einen vorjustierten Laserpunkt aus.

 

shutterstock_1880118772 La Palma Foto 7-1

Plötzliche Ausbrüche von Gammastrahlen sind die energiereichsten
Explosionen im Kosmos. In nur einer Sekunde wird dabei so viel Energie frei,
wie die Sonne in ihrer gesamten Lebensspanne erzeugt.


Einblicke in den Kosmos, dank leichter Kugelgewindetriebe


Das Herzstück in jeder der kleinen Antriebseinheiten bilden die kaltverformten, äusserst effektiven Kugelgewindetriebe. Die elektrisch aktivierten Kugelgewindetriebe Carry setzen die Drehbewegung der Motoren in eine Linearbewegung um. Die Lebensdauer der rund 4000 Gewindetriebe ist massgeblich. Eichenberger gewährleistet verschleissfreie Produkte mit hohem Wirkungsgrad, die über einen langen Lebenszyklus hinweg eine hohe Wertbeständigkeit bieten. Platzsparende Bauweise, hohe Steigungswinkel und geringes Gewicht ermöglichen kleine Motoren. Durch innovative Details und spezielle Herstellverfahren schafft der Gewindeprofi Eichenberger die Voraussetzung für maximale Dynamik.

Gammablitze sind für das menschliche Auge unsichtbar. Sie von der Erde aus anzupeilen, ist eine schwierige Aufgabe. Sie können jederzeit irgendwo am Himmel aufleuchten und rasch wieder verschwinden. Deswegen setzen die MAGIC-Teleskope auf ein vollautomatisches System, um Satellitensignale zu verarbeiten. Tatsächlich sind die MAGIC-Konstruktionen riesig. Mit jeweils 17 Metern Durchmesser sind es die weltweit grössten Teleskopspiegel überhaupt und trotzdem sind es zugleich die flinksten. Jedes der beiden 70 Tonnen schweren Instrumente lässt sich in weniger als 20 Sekunden in jede beliebige Position drehen.



Version 2-1

Kugelgewindetrieb 12x2 mit Einzelgang-Kugelrückführung


Wenn absolute Zuverlässigkeit gefordert ist

Warum ist Astronomie wichtig?

Die Astrophysik befasst sich mit den physikalischen Grundlagen der Erforschung von Himmelserscheinungen und ist ein Teilgebiet der Astronomie. Verschiedene technolo­gische Entwicklungen aus diesen Beobachtungen haben ihren Weg in unseren Alltag oder in andere wissenschaftliche Gebiete (Medizin, Biologie, Materialforschung) gefunden. Es entstanden eine Menge konkreter technischer Anwendungen und auf die Zukunft können wir erst recht gespannt sein. Die kostspieligen MAGIC-Beobachtungen lohnen sich also sehr. Circa 150 Wissenschaftler aus 24 Einrichtungen in neun europäischen Ländern gehören zur MAGIC-Kollaboration. Die Nachfrage für Beobachtungszeit bei MAGIC ist bei 150 Astroforschern immer grösser als das Zeitangebot. Die blauen Blitze verglühen nach ein paar Milliardstel Sekunden in der Atmosphäre. Doch die MAGIC Teleskope sind genug sensibel und schnell, um den Effekt am Himmel über La Palma beobachten zu können.

Stellen Sie sich vor, es wäre nochmals Juli 2018 oder Januar 2019. Als zwei heftige Explosionen in Milliarden von Lichtjahren entfernten Galaxien das hellste Licht im Universum erzeugten. Astronomen gerieten in grosse Aufregung und mehr als 300 Wissenschaftler untersuchten das ultrahoch-energetische Licht. Anscheinend entstand das Licht beim Nachglühen und nicht bei der Supernova-Explosion selbst. Vielleicht erinnern Sie sich an Mai 2020. Damals registrierten Astronomen eine Kilonova, ein noch stärkerer Helligkeitsaus­bruch, denn zwei Neutronensterne kollidierten. Die Wissenschaftler sind sich sicher, dass es sich dabei um die spektakuläre Geburt eines Magnetars handeln dürfte (dessen geladener Kern sich enorm schnell dreht und daher nach dem Prinzip eines Dynamos extrem starke Magnetfelder erzeugt).

Wenn in solchen Momenten nicht blitzschnell regiert werden kann, gehen einmalige Chancen für neue, bedeutende und äusserst wertvolle Erkenntnisse verloren… Die Zuverlässigkeit der mechanischen Antriebselemente ist also unabdingbar. Der Schweizer Kugelge­wind­­etrieb Typ Carry gewährleistet enorme Leistungskraft (Wirkungsgrad > 0,9) bei höchster Funktionssicherheit und Robustheit. Trotz widrigster Wetterbedingungen und starker Temperaturunterschiede erfüllt der kaltgerollte, belastungsstarke Carry absolut zuverlässig seinen Auftrag.


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