Einzigartige Satelliten-Antennen aus CFK und Metall entwickelt

13. Jänner 2013, 19:14
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Forscher überzogen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff mit dünner Kupfer-Schicht, die auch Weltraumbedingungen standhält

Wissenschafter haben in einem von Astrium geleiteten ESA-Projekt innen und außen metallisierte Antennen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff CFK entwickelt, die zukünftig beim Radar-Antennensystem der "Sentinel-1"-Satelliten zur Anwendung kommen. Den Forschern des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig ist damit eine extrem strapazierfähige Verbindung zwischen dem High-Tech-Material CFK und Kupfer gelungen. Mit den neuen Leichtgewichten werden zukünftig wichtige Umweltinformationen vom Zustand der Erde aus dem All zur Erde gefunkt.

Die etwa 12 Meter lange Antenne setzt sich aus etwa 600 einzelnen metallisierten CFK-Hohlleitern zusammen. CFK besteht aus Kohlenstofffasern und Harzen und ist im Vergleich zu herkömmlichen Antennenmaterialien wie Kupfer oder Aluminium sehr leicht und fest. Der Hochleistungskunststoff ist aber auch anspruchsvoll in der Verarbeitung und ihm fehlt die notwendige elektrische Leitfähigkeit. Um als hochsensibler Antennenstrahler zu funktionieren, müssen alle CFK-Bauteile innen wie außen homogen mit einer dünnen Schicht aus Kupfer überzogen werden.

"Jedes einzelne der 600 Bauteile hat eine sehr komplexe innere Geometrie. Die homogene Innenbeschichtung war einer der größten Knackpunkte in dem mehr als fünfjährigen Projekt" beschreibt Andreas Dietz, Gruppenleiter für Galvanotechnologie, den Projektverlauf. "Wir haben das hier am Fraunhofer IST galvanisch gelöst."

Vom Satelliten- zum Automobil- und Flugzeugbau

Die größte Herausforderung für die Fraunhofer IST-Wissenschafter: Trotz der im Weltraum herrschenden heftigen Temperaturwechsel und mechanischen Belastungen muss die dünne Kupferschicht einwandfrei auf dem Kohlefaserverbundstoff haften. Mit der in Braunschweig hergestellten und beschichteten Antenne wird "Sentinel 1a" Ende 2013 exakte Informationen über den Rückgang des arktischen Meereises, die Ausdehnung von Öl- und Hochwasserkatastrophen, Waldbränden bis hin zum Verlauf von Flüchtlingsströmen an die Erde senden. Zukünftig könnte leitfähiges CFK auch im Automobil-, Flugzeug- und Maschinenbau eine große Rolle spielen. (red, derStandard.at, 13.01.2013)

  • Links: Der unbehandelte CFK-Hohlleiter. Rechts: Am Fraunhofer IST wurden die CFK-Hohleiter innen und außen mit einer dünnen Schicht Kupfer überzogen.
    foto: fraunhofer ist

    Links: Der unbehandelte CFK-Hohlleiter. Rechts: Am Fraunhofer IST wurden die CFK-Hohleiter innen und außen mit einer dünnen Schicht Kupfer überzogen.

  • Insgesamt knapp 600 der metallisierten CFK-Hohlleiter werden zum Radar-Antennensystem für Sentinel-1a-Satelliten zusammengefügt
    foto: astrium

    Insgesamt knapp 600 der metallisierten CFK-Hohlleiter werden zum Radar-Antennensystem für Sentinel-1a-Satelliten zusammengefügt

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