Sonderentwicklung mit Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung: bruchfeste Keramik in wichtigem Detektor / Technische Keramik von Sembach in Raumsonde Rosetta im Landeanflug auf den Zielkometen (FOTO)
(ots) -
Die Raumsonde Rosetta ist in den Orbit des Zielkometen
67P/Tschurjumow-Gerasimenko eingetreten und bereitet nun die Landung
der Landeeinheit Philae vor. Ziel der Mission ist die Erforschung der
Kometenoberfläche mit zahlreichen Messinstrumenten wie einem
Gasanalysator. Dessen wichtigster Teil ist ein Detektor in der
Funktion eines Elektronenvervielfachers, der aus Technischer Keramik
des mittelständischen Unternehmens Sembach aus Lauf a. d. Pegnitz
hergestellt ist.
Besonders dabei ist die Eigenentwicklung des heutigen
Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung. Anstelle käuflicher
Kanalvervielfacher setzt man auf eine Kombination mit Technischer
Keramik, um das fragile Teil vor Bruch beim Raketenstart oder bei der
Landung auf dem Kometen zu schützen.
Es werden viele kleine, technische Details sein, die über den
Erfolg der internationalen Raumfahrtmission Rosetta entscheiden. Nach
zehn Jahren Reisezeit und einer sechs Milliarden Kilometer langen
Wegstrecke durch das All hat die Raumsonde Rosetta kürzlich den
Zielkometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko erreicht - mit an Bord: die
Technische Keramik des fränkischen Unternehmens Sembach Technical
Ceramics. Die Sonde der Europäischen Weltraumagentur ESA inklusive
ihrer Landeeinheit Philae ist mit insgesamt 21 wissenschaftlichen
Instrumenten bestückt. Bei einem der Instrumente handelt es sich um
einen Gas-Chromatograf mit Ionenfallen-Massenspektrometer. Dieser
Gasanalysator, genannt Ptolemy, soll die Isotopen-Zusammensetzung der
Kometen-Kernoberfläche messen. In Kombination mit zahlreichen Tests
und Analysen anderer Messinstrumente gibt Ptolemy Aufschluss darüber,
ob Kometeneinschläge für die Entstehung von Leben auf der Erde von
Bedeutung gewesen sind.
Technische Keramik für Einsatz im All prädestiniert
Technische Keramik findet sich in Geräten zahlreicher
Weltraummissionen. Im Deutschen Museum München beispielsweise ist ein
Weltrauminstrument der Raumsonde Cassini ausgestellt, das
Sembach-Keramik enthält.
Herzstück von Ptolemy ist ein Detektor, bestehend aus
Elektronenvervielfacher-Kanälen, den das deutsche Max-Planck-Institut
für Sonnensystemforschung (MPS) entwickelt hat. Üblicherweise sind
die spiralförmigen Kanäle komplett aus schwarzem Bleiglas gefertigt.
Die Elektronenvervielfacher-Kanäle von Ptolemy sind dagegen aus einer
Kombination von Bleiglas und Technischer Keramik hergestellt - der
hohle Trägerkörper besteht dabei aus alkalifreiem Sondersteatit
(Magnesiumsilicat), dessen Innenraum mit Bleiglas benetzt wurde. "Für
den Einsatz von Systemkomponenten in der Raumfahrt bestehen besondere
Anforderungen", erklärt Dr. Fred Goesmann, Physiker in der Abteilung
Planeten und Kometen am Max-Planck-Institut für
Sonnensystemforschung. Im Gegensatz zu Detektoren, die ganz aus Glas
gefertigt sind, verfügen Keramik-Glas-Detektoren über eine hohe
mechanische Stabilität und über eine hohe elektrische
Isolationsfähigkeit. Bereits beim Start der Rakete, die die Raumsonde
ins All schickt, treten große Vibrations- und Schockbelastungen auf.
Das dabei entstandene Frequenzspektrum überträgt sich unmittelbar auf
die Komponenten von Rosetta wie auch auf die Detektoren im
Ionenfallen-Massenspektrometer und kann diese zerstören. "Wenn das
Glas im Detektor zerbricht, ist das Ionenfallen-Massenspektrometer
nicht mehr funktionsfähig. Dieses eine Instrument könnte die
gewünschten Informationen für die Isotopenverhältnismessung nicht
mehr liefern", beschreibt Dr. Goesmann das Ausmaß einer Schädigung
der Instrumente. Die Technische Keramik übernimmt in diesem
Einsatzfall eine Schutzfunktion aufgrund ihrer hohen
Widerstandsfähigkeit. Sein Vorgänger, Dipl.-Phys. Hans Lauche, heute
im Ruhestand, hatte seinerzeit die Eigenentwicklung vorangetrieben.
Der keramische Tragkörper des Ptolemy-Detektors verfügt über eine
hohe elektrische Isolation. Diese sorgt dafür, dass das Messsignal
nicht verfälscht wird. Ein weiterer Vorteil der Technischen Keramik:
Sie lässt sich leicht bearbeiten, um die komplexen Formen und
Windungen innerhalb des Kanals überhaupt herstellen zu können. Martin
Sembach, Geschäftsführer von Sembach Technical Ceramics,
verdeutlicht: "Mit Rosetta wird das erste Mal in der Geschichte der
Weltraumforschung eine Raumsonde auf einem Kometen landen. Wir sind
sehr stolz darauf, dass eine Komponente aus Sembach-Keramik Teil
dieser besonderen Expedition ist und diese dank ihrer einzigartigen
Werkstoffeigenschaften zum Gelingen der Mission beiträgt."
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Datum: 01.10.2014 - 11:25 Uhr
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