該任務為銀河維度：在接下來五年里，SDSS V計劃觀察400萬顆恒星和30萬個黑洞，分析光譜和物質組成，重構宇宙發(fā)展歷史，并驗證銀河系誕生的物理模型。除此之外，北半球和南半球的兩臺大型光學望遠鏡將用于這一大型國際項目。利用光纖收集來自天體的光。每根光纖的精密對準由500個小型機器人完成，這些機器人由FAULHABER電機驅動。 

SDSS是指“斯隆數(shù)字巡天”，是來自世界各地的天體物理學家的合作聯(lián)盟。在過去的一年里，他們已經展示了最大的宇宙3D地圖，這代表了天文學研究的一個里程碑。借助無數(shù)望遠鏡和其他科學儀器，研究人員正致力于眾多項目的工作。

最新的是SDSS V，它旨在理解外層空間物理過程方面實現(xiàn)再一次質的飛躍。該項目將使“在光學和紅外光譜的不同天文時間維度上對整個天空的首次光譜觀測”成為可能。目標總計達600多萬。

行星是如何形成的
這項工作的目標之一是重構我們的母星系銀河系的歷史。此外，研究人員計劃追溯化學元素的形成、解密恒星的內部運作、考察行星的形成、并解答許多關于黑洞的懸而未決的疑問。

另一個目標是繪制比以前精確一千倍的銀河系星際氣體質量地圖，以描述“銀河生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)機制”。與黑洞和測量銀河系有關的數(shù)據將由以下兩臺大型望遠鏡收集：新墨西哥州的阿帕契點和智利的拉斯坎帕納斯。

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院的天體物理學教授Jean-Paul Kneib解釋說：“通過北半球和南半球的雙重視角，我們可以從各個方向觀察天空?！拔覀冊谥暗腟DSS項目中也使用了這兩個望遠鏡。得益于SDSS V項目，我們現(xiàn)在在觀測效率和收集的數(shù)據量方面取得了實質性飛躍?！?/p>

發(fā)現(xiàn)超新星
放置在望遠鏡中的是瞄準宇宙中特定目標的光纖。可以精密觀察和分析單個恒星或黑洞的發(fā)光吸積盤?！耙郧?，我們必須為每個不同的觀察任務制作特殊的板。每個板均需數(shù)周時間準備。然后手工將光纖固定在板上，這是一個非常復雜和耗時的過程，”Jean-Paul Kneib報告說。

有了專門為SDSS V項目開發(fā)的新技術，光纖的重新排列只需要不到一分鐘而非以前的數(shù)周。因為現(xiàn)在光纖是通過兩臺望遠鏡中的500臺小型機器（天文學家稱之為“機器人”）來調節(jié)。這也能夠讓研究人員對未預料到的宇宙事件立即做出反應。

例如，如果其他望遠鏡發(fā)現(xiàn)了當前的事件，如超新星，其中一個光學元件可以立即與它對準，幾乎無延遲。這使得能夠在超新星發(fā)展的時間跨度內對物理化學過程進行詳細分析，這是以前使用此類儀器無法實現(xiàn)的。

具有微米級精度
每個小機器人都由兩個細長的圓柱體組成，圓柱體縱向排列，前端有一個彎曲的延伸部分。后面較厚的圓柱體固定在望遠鏡的板上。它形成α單元，并轉動機器人的中心軸。偏心安裝在前面的是測試單元。它同樣以圓形路徑移動彎曲端的光纖尖端。

通過這兩種軸向運動的結合，光纖尖端可以在圓形區(qū)域內自由定位。其中一個機器人覆蓋的每個圓與相鄰單元的圓部分重疊。在望遠鏡的探測范圍內，天空的每個點都可以自動瞄準。

三根光纖在小型機器人中排列。一根是為可見光光譜設計的，另一根是為紅外光譜設計。第三根用于校準。在其幫助下，光纖尖端分三步移動到位，精度僅為幾微米：在第一次粗略對準中，兩個電機轉動，直到用于觀察的光纖對準目標，平均偏差為50微米。望遠鏡中的攝像頭指向機器人的前端，現(xiàn)在可以檢測校準光纖的尖端并測量其位置。在兩個進一步的定位步驟中，機器人頭部然后以誤差小于5微米的精度移動到位。

更快地研究
Jean-Paul Kneib解釋道：“因為我們通過自動校準節(jié)省了大量的時間，我們可以觀察更多的物體，并進行相應的大量單獨測量”?！斑@種效果通過高精度提升到了更好的效果。光纖的直徑為100微米。其也與擊中望遠鏡的觀測宇宙物體的光斑直徑一樣大。這兩個小表面越精確地對齊，我們測量的光輸出就越大，我們獲得有效結果的速度就越快?！?br/>
FAULHABER的電機和齒輪頭以及FAULHABER子公司MPS專門為此應用開發(fā)的機械裝置提供了這種極高精度的技術先決條件。兩個機器人軸由1218的無刷直流伺服電機驅動...α軸和0620的B系列...B代表β軸。型號名稱的前兩位數(shù)字表示微型驅動器的直徑：12毫米和6毫米。它們的力通過合適的行星齒輪傳遞給機器人機構。此處使用的機器人結構由MPS開發(fā)建造。集成編碼器向控制器報告電機的旋轉位置。

無間隙精度
MPS組件設計負責人Stefane Caseiro解釋道：“為了達到要求的精度，我們必須消除系統(tǒng)中的反沖”。工程師們通過用夾具連接代替?zhèn)鹘y(tǒng)的齒輪頭軸和機器人機械軸之間的聯(lián)軸器，并通過安裝壓縮彈簧使齒輪頭無間隙來實現(xiàn)這一點。這位MPS工程師回憶：“僅僅找到合適的彈簧便耗時數(shù)月”。

為這項技術開發(fā)尋找了合適的合作伙伴，這為Kneib教授團隊節(jié)省了時間。這位天體物理學家稱：“全世界甚至沒有幾家制造商能夠生產出質量和耐用性都符合要求的微電機”。“當然，F(xiàn)AULHABER在我們邀請報價的公司決選名單上。在之前的一個項目中，我們與MPS的合作非常成功。當然，與這些專家離得近也是優(yōu)勢之一——從洛桑的大學到比爾的MPS只有一個半小時的車程。除了卓越的質量和良好的合作經驗之外，一個非常有決定性的依據是，F(xiàn)AULHABER及其子公司MPS有能力從單一來源提供我們所需的一切。”

大型望遠鏡中的小機器人

企業(yè)介紹：來自德國舍奈希的驅動技術專家
FAULHABER 致力于高精度小型和微型驅動系統(tǒng)、伺服組件以及最高輸出功率250瓦的驅動電子部件的研發(fā)、生產和銷售。其中包括客戶定制的專用解決方案以及范圍齊全的標準化產品，例如無刷電機、直流微電機、編碼器和運動控制器。FAULHABER 品牌在全球被公認為復雜和嚴苛應用領域的高品質和高可靠性的象征，如醫(yī)療技術、工廠自動化、精密光學、電信、航空航天和機器人技術。從224 mNm持續(xù)扭矩的強大直流電機到外徑為1.9 mm的精巧微型驅動，F(xiàn)AULHABER標準系列有超過2500萬種組合，為特定應用帶來最佳驅動系統(tǒng)。與此同時，這種技術上的“構造組合”也是調整解決方案的基礎，從而讓我們能夠設置各種特殊版本來滿足客戶的具體需求。