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Keramik

Keramik auf dem Weg ins Weltall

| Redakteur: Dorothee Quitter

Um starke Vibrationen beim Raketenstart und Erschütterungen beim Aufsetzen auf einem Kometen zu überstehen, wurde der Detektor eines Gasanalysators aus Technischer Keramik gefertigt.

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Die Landeeinheit Philae der Raumsonde Rosetta hat den Gas-Chromatograph Ptolemy an Bord. Er analysiert Gase wie Wasser-, Sauer-, Kohlen- und Stickstoff im Kometenmaterial.
Die Landeeinheit Philae der Raumsonde Rosetta hat den Gas-Chromatograph Ptolemy an Bord. Er analysiert Gase wie Wasser-, Sauer-, Kohlen- und Stickstoff im Kometenmaterial.
(Bild: ESA)

Zehn Jahre Reisezeit, eine sechs Milliarden Kilometer lange Wegstrecke und große Temperaturunterschiede. Hinzu kommt ein strapaziöser Reisebeginn mit starken Erschütterungen, wenn die Raketentriebwerke pro Sekunde mehrere Tonnen Treibstoff verbrennen. Die Weltraummission „Rosetta“ gilt als eine der anspruchsvollsten der europäischen Weltraum-Organisation ESA. Das Ende der Reise, die Landung auf dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, war dabei ebenso diffizil: Die Schwerkraft des Kometenkerns ist sehr gering und ein Düsenausfall und eine Harpunenfehlfunktion erschwerten das Aufsetzen der Landeeinheit Philae. Trotz des schwierigen Landemanövers setzte Philae am 12. November 2014 erfolgreich auf dem Kometen auf. Damit ist Rosetta die erste Sonde in der Geschichte der Raumfahrt, die ein Miniaturlabor auf einem Kometen absetzte. Laut ESA habe niemand bisher ein ähnliches Vorhaben gewagt, das wegen seiner wissenschaftlichen Bedeutung, aber auch wegen seiner komplexen und spektakulären Raumflugmanöver einzigartig ist. Somit waren auch an die technische Ausrüstung und die wissenschaftlichen Instrumente extreme Anforderungen gestellt.

Detektor mit keramischem Tragkörper

Eines der Instrumente an Bord der Landeeinheit ist ein Gas-Chromatograph mit Ionenfallen-Massenspektrometer (GC/MS-System) genannt Ptolemy. Dieses System zur Analyse von entweichenden Gasen misst die Isotopen-Zusammensetzung der Kometen-Kernoberfläche. In Ptolemy befindet sich ein Detektor, bestehend aus spiralförmigen Elektronenvervielfacher-Kanälen, den das deutsche Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) entwickelt hat. Die Elektronenvervielfacher-Kanäle sind aus einer Kombination von Bleiglas und Technischer Keramik von Sembach Technical Ceramics hergestellt. Mit diesem Hybrid-Bauteil im Kern des Geräts ist das System robust genug, um die bereits beim Start der Rakete auftretenden großen Vibrations- und Schockbelastungen aufzufangen. Das Frequenzspektrum der Erschütterungen würde sich unmittelbar auf die Komponenten von Rosetta übertragen und hätte die Detektoren im Ionenfallen-Massenspektrometer zerstören können. Die Technische Keramik übernimmt für das hochsensible Messinstrument eine Schutzfunktion aufgrund ihrer hohen Widerstandsfähigkeit.

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