Ein amerikanisches Unternehmen hat ein neues Verbundmaterial namens „Space Armor“ entwickelt, das Satelliten und Astronauten besser vor den Gefahren durch Weltraumschrott schützen soll. Das Material wurde speziell dafür konzipiert, Einschlägen von Partikeln standzuhalten, die sich mit extrem hohen Geschwindigkeiten im Orbit bewegen.
Wichtige Erkenntnisse
- Das Unternehmen Atomic-6 hat ein neues Schutzmaterial namens „Space Armor“ vorgestellt.
- Es dient dem Schutz von Raumfahrzeugen vor Mikrometeoriten und orbitalem Schrott (MMOD).
- Im Gegensatz zu herkömmlichen Metallschilden soll das Verbundmaterial die Bildung von sekundärem Schrott bei einem Einschlag reduzieren.
- Das Material ist zudem funktransparent, was die Kommunikation der Satelliten nicht beeinträchtigt.
- Erste Tests im Orbit sind für das kommende Jahr geplant.
Das wachsende Problem des Weltraumschrotts
Die Erdumlaufbahn wird zunehmend zu einem gefährlichen Ort. Millionen von kleinen, nicht verfolgbaren Trümmerteilen umkreisen die Erde mit Geschwindigkeiten von über 25.000 Kilometern pro Stunde. Diese Partikel, oft nicht größer als ein Kieselstein, stellen eine erhebliche Bedrohung für aktive Satelliten und bemannte Missionen dar.
„Satelliten und Astronauten sind ständig von Millionen nicht verfolgbarer, hypergeschwindigkeits Partikel im Orbit bedroht“, erklärt das in Georgia ansässige Unternehmen Atomic-6. Ein Einschlag kann kritische Systeme wie Treibstofftanks oder Batterien beschädigen und im schlimmsten Fall zum Totalausfall einer Mission führen.
Gefahr aus dem All
Von Menschen verursachter Weltraumschrott kann Geschwindigkeiten von bis zu 25.750 km/h erreichen. Selbst kleinste Objekte entwickeln bei diesem Tempo eine enorme Zerstörungskraft, die mit der einer Explosion vergleichbar ist.
Eine innovative Verbundlösung
Um dieser Gefahr zu begegnen, hat Atomic-6 die „Space Armor“ entwickelt. Es handelt sich dabei um einen Verbundwerkstoff, der durch ein proprietäres Herstellungsverfahren von Faser zu Harz entsteht. Die Entwicklung des Materials von der Idee bis zum fertigen Produkt dauerte laut Unternehmensangaben rund 18 Monate.
Trevor Smith, CEO von Atomic-6, erklärte, dass Verbundwerkstoffe seit Langem als potenzielle Lösung für leichtere und stärkere Schutzschilde galten. „Jeder wusste, dass Verbundmaterialien potenziell leichtere und stärkere MMOD-Schilde ermöglichen könnten“, so Smith. Mit der „Space Armor“ sei diese Vision nun Realität geworden.
Mehr als nur Schutz
Ein wesentlicher Vorteil des neuen Materials ist seine Funktransparenz. Während herkömmliche Metallschilde die Kommunikationssignale eines Satelliten stören können, lässt die „Space Armor“ diese ungehindert passieren. Dadurch kann die empfindliche Kommunikationstechnik eines Satelliten geschützt werden, ohne die Signalübertragung zu beeinträchtigen.
Die Schutzplatten werden standardmäßig als sechseckige Kacheln angeboten, können aber laut Atomic-6 in nahezu jede gewünschte Form gebracht werden, um sich an unterschiedliche Satellitendesigns anzupassen.
Der traditionelle Whipple-Schild
Seit den 1940er Jahren wird der sogenannte Whipple-Schild zum Schutz von Raumfahrzeugen eingesetzt. Er besteht typischerweise aus einer dünnen äußeren Aluminiumplatte, die als „Opferstoßstange“ dient. Beim Aufprall eines Objekts zerbricht dieses in kleinere Teile, deren Energie dann von einer zweiten, dahinterliegenden Wand absorbiert wird. Diese Methode wurde vom Astronomen Fred Whipple entwickelt.
Ein moderner Ersatz für bewährte Technologie
Der traditionelle Whipple-Schild hat sich über Jahrzehnte bewährt, besitzt jedoch einen entscheidenden Nachteil. Da er aus Metall besteht, erzeugt er bei einem Einschlag eine Wolke aus sekundären Fragmenten. Diese neuen Trümmerteile werden selbst zu einer Gefahr für andere Objekte im Orbit und tragen zur Zunahme des Weltraumschrotts bei.
Die „Space Armor“ wurde entwickelt, um dieses Problem zu umgehen. Als Verbundwerkstoff soll sie die Energie des Aufpralls absorbieren, ohne dabei selbst in zahlreiche gefährliche Fragmente zu zersplittern. Dies stellt einen wichtigen Fortschritt dar, um die Verschmutzung der Erdumlaufbahn nicht weiter zu verschärfen.
„Wir haben den Versuch gewagt, eine Kachel herzustellen, und waren von den Testergebnissen überwältigt.“
Umfangreiche Tests und geplanter Orbitaleinsatz
Vor der Vorstellung wurde die „Space Armor“ umfangreichen Tests auf der Erde unterzogen. In speziellen Anlagen wurden Projektile mit extrem hohen Geschwindigkeiten auf das Material geschossen, um die Bedingungen eines Einschlags im Weltraum zu simulieren. Diese Hypergeschwindigkeitstests bestätigten laut Atomic-6 die Schutzwirkung des Materials.
Der nächste Schritt ist die Erprobung unter realen Bedingungen. Trevor Smith kündigte an, dass das Unternehmen im kommenden Jahr erste Kacheln der „Space Armor“ mit Satellitenkunden in den Orbit schicken wird.
„Die orbitale Umgebung weist bereits eine überraschend hohe Dichte an Trümmern auf“, sagte Smith. „Daher würden wir die Kacheln effektiv mit ‚natürlichen Analoga‘ von Hypergeschwindigkeitskanonen testen. Der orbitale Schrott ist bereits da oben.“ Dieser Praxistest wird zeigen, wie sich das neue Material langfristig im Weltraum bewährt.
