Image: ESA

Fra drejebænken til rummet

I DTU Mekaniks maskinværksteder har de to værkstedsledere, Torben Bender Christensen og Jan Frank Pedersen, fremstillet dele til magnetometer og stjernekikkert som nu er om bord på Swarm satellitterne. Satellitterne blev sat i kredsløb om Jorden i november 2013.

Magnetometer til måling af Jordens magnetfelt

Vektor magnetometeret blev brugt første gang i Ørstedsatellitten i 1999, og dengang blev det udviklet i et samarbejde mellem forskere fra forskellige institutter og maskinværksteder på DTU. Ombord på satellitten skal det måle på Jordens magnetfelt. På et senere tidspunkt skal måleinstrumentet bruges i forbindelse med missioner til Mars og Jupiter.

Formålet med målingerne fra vektormagnetometeret er at få flere oplysninger om vores planets kerne. Jordens magnetfelt bliver til i den flydende, yderste del af kernen og når man kan registrere ændringer i magnetfeltet, så skyldes det strømninger i kernen. Det kan også lade sig gøre at finde råstoffer som for eksempel olie ved hjælp af målinger af magnetfeltet.

 

Sådan blev skallerne til magnetometeret fremstillet

Torben Bender Christensen fortæller at man har lavet skallerne, en han-skal og en hun-skal, til magnetometeret ved først at lave en støbning af araldit tilsat små glasperler af hensyn til materialets styrkeegenskaber. Støbningen er foregået med brug af vakuum for at fjerne de lufthuller, der ellers nemt opstår i løbet af processen. Valget af materiale har været helt centralt af hensyn til målingernes kvalitet. ”Det er vigtigt at måleudstyret placeres i et ikke-magnetisk materiale, så man undgår forstyrrelser, støj og fejlmålinger”, fortæller Torben Bender Christensen, som har lavet skallerne i samarbejde med Allan Martensen i maskinværkstedet. Efter støbningen blev der lavet orienteringshuller i emnerne, så man efterfølgende kunne fræse rillerne. Rillerne er til vektormagnetometeret kobbervindinger som blev sat på hos DTU Space, der også stod for hele samlingen. De ansatte som har fremstillet emner til DTU Space er: Torben Lund, Søren T. Hansen og Arne Kronborg. Jan Kleeberg fra DTU Space har været tovholder.

Skallerne til magnetometeret
Skallerne til magnetometeret er støbt og fræset i Torben Bender Christensens værksted.

 

Stjernekamera til de nye satellitter

Jan Frank Pedersen, værkfører i maskinværkstedet i bygning 427, har stået for at fremstille forskellige dele til det stjernekamera, som nu er ombord på SWARM satellitterne. Stjernekameraet har fået sit kamerahus fremstillet i titanium. Værkstedet har også støbt baflerne som holder stjernekameraet stabilt. Satellitterne bruger stjernekameraet til at navigere efter stjernernes positioner og derfor er det vigtigt at det er stabilt. Selve stjernekameraet er udviklet af DTU Space, ligesom vektormagnetometeret.

bafler til stjernekameraerne
Stjernekameraets "holder", baflerne, er lavet i maskinværkstedet i bygning 427.

 

På mission for ESA, European Space Agency

Både vektormagnetometeret og stjernekameraet sidder nu i SWARM satellitterne. Satellitterne blev opsendt d. 22. november 2013 og udstyret fungerer helt efter bogen. De tre satellitter arbejder sammen om at måle Jordens magnetfelt. Når der er målinger fra tre satellitter, så øges nøjagtigheden nemlig med omkring ti gange i forhold til hvad en enkelt satellit kan præstere. 
Swarm missionen er under ESA, European Space Agency.

Jordens magnetfelt   SWARM satellit
 Jordens magnetfelt beskytter mod skadelig stråling. Billede: ESA.  SWARM - satellit. Billede: ESA.

 

 

Fakta:

 

CNC fræsning eller drejning som produktionsmetode

I en CNC fræsemaskine eller – drejebænk styres bearbejdningen af emnet af programmeringen. CNC står på den måde for computer numerical control. Inden selve bearbejdningen af emnet, så planlægger man processen i et CAM program, computer aided manufacturing. Det sker med udgangspunkt i det designoplæg, som er lavet i CAD, computer aided design. Når man bearbejder designoplægget til emnet i CAM programmet, så lægger man blandt andet de værktøjsbaner som vil være mest hensigtsmæssige at bruge. Det sker for eksempel ud fra materialets spændingslinjer, som har betydning for hvordan emnet vil opføre sig under bearbejdningen. Skallerne til vektormagnetometeret er CNC-drejet og derefter manuelt fræset ved hjælp af special fixtur.

 

En stor fordel ved CNC fræsning eller drejning er, at man kan arbejde med meget strengere krav til overflader og tolerancer end ved andre produktionsmetoder. Med CNC fræsning og drejning er det i øvrigt også muligt at lave emner med geometriske former, som man ellers ikke kan lave med andet værktøj.

 

 

 

Kontakt

Torben Bender Christensen
Værkfører, Finmekaniker
DTU Mekanik
45 25 62 18

Kontakt

Jan Frank Pedersen
Værkstedsleder
DTU Mekanik
45 25 48 63
http://www.mek.dtu.dk/Forskning/Temaartikler/DTU-Mekanik-i-rummet
22 NOVEMBER 2017