Multilayer-Piezoaktoren bewegen die Rüttelsiebe des Analyseroboters im Mars Rover Curiosity

Das CheMin-Instrument des Mars Rover Curiosity führt chemische und mineralogische Untersuchungen an Marsgestein durch. Um die Gesteinsproben analysieren zu können, muss das Gesteinspulver zunächst sortiert werden. Dafür wird das Pulver bei verschiedenen Amplituden und Frequenzen im Bereich von 0,9 bis 2,2 kHz gerüttelt, um homogene Partikelgrößen oder eine Trennung nach der Dichte zu erreichen.

Für diese Aufgabe haben sich die PICMA® Stack Multilayer-Piezoaktoren von PI qualifiziert. Sie führen die in der Materialselektion und -zufuhr erforderlichen Oszillationen mit definierter Frequenz aus und eignen sich mit ihrer vollkeramischen Isolierung ideal für den Einsatz unter Weltraumbedingungen bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt und mit extrem geringen Umgebungsdrücken. Ihr Aufbau erfolgt ohne Kunststoffe, die die Zuverlässigkeit in einer solchen Umgebung stark beeinträchtigen können – so können die patentierten Multilayer-Piezoaktoren präzise und wiederholbar über sehr lange Zeiten arbeiten.

Umfangreiche Qualifizierungen und Prüfungen waren notwendig, bevor die Piezoaktoren im CheMin-Instrument eingesetzt werden konnten. Dabei wurde insbesondere die Lebensdauer geprüft: erst nachdem 100 Milliarden (100.000.000.000 oder 1011) Zyklen ohne Rückgang der Performance absolviert waren und ein Ausfall nahezu ausgeschlossen war, wurden die Aktoren für die Mars Mission zugelassen. Keine anderen vergleichbaren Aktoren konnten diesen Anforderungen gerecht werden – darum wählte die NASA die PICMA Stack-Reihe. Die Aktoren ermöglichen bis heute die Erforschung der Umgebungsbedingungen auf dem Roten Planeten.

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