Mitsubishi Electric plant den Bau einer Minifabrik im Weltraum, in der die 3D-Drucktechnologie zur Entwicklung der Weltraum- und Satellitentechnologie eingesetzt werden soll. In der Fabrik sollen Parabolantennen so über eine harzbasierte On-Orbit-Fertigung hergestellt werden. Erstmalig könnten Bauteile für moderne Weltraum-Technologie auf diese Weise außerhalb der Erde gebaut werden.
Neues Patent für Spezialharz
Mit einem patentierten Spezialharz und ultraviolettem Sonnenlicht können Parabolantennen innerhalb eines Satelliten im Vakuum hergestellt werden. Ein Prototyp dieser Minifabrik, komplett mit 3D-Drucker, wurde bereits hergestellt. Er verspricht, Antennen zu entwickeln, die die Satellitengröße deutlich übertrifft. „Es wird erwartet, dass diese erweiterten Fähigkeiten eine zeitnahe Bereitstellung von Satellitenbildern und Beobachtungsdaten ermöglichen, die den unterschiedlichen Bedürfnissen von Einzelpersonen und Organisationen entsprechen“, schreibt der Konzern in einer Pressemitteilung.
Die Technologie basiert auf der sogenannten Photopolymerisation, einem Verfahren, bei dem ultraviolette Strahlen der Sonne zum Härten des Harzes eingesetzt werden. Diese Art der Herstellung eigne sich gut für kleine Satelliten oder Weltraumfahrzeuge, da sie nur wenig Energie für den Betrieb benötigt. Für Mitsubishi war es hierfür notwendig, ein spezielles lichtempfindliches Harz zu entwerfen, das für die Extrusion und Aushärtung im Vakuum geeignet ist.
Dies sei laut Mitsubishi von Bedeutung, da handelsübliche Harze ein niedriges Molekulargewicht und einen hohen Dampfdruck haben und für Vakuumanwendungen nicht geeignet sind, da sie dort kochen und vorzeitig polymerisieren. Das neue ultraviolett-härtende Harz verwendet eine Oligomerbasis mit hohem Molekulargewicht und niedrigem Dampfdruck, die mit einem vakuumstabilen Weichmacher auf der Basis eines nichtflüchtigen Polyphenylethers gemischt wird, um eine für die Extrusion im Vakuum geeignete Viskosität zu erreichen. Dieses neue Harz ist somit in der Lage, die Einschränkungen bisheriger lichtempfindlicher Harze zu überwinden und neue Möglichkeiten für Vakuumanwendungen zu eröffnen.
3D-Druck erlaubt den Bau großer Antennen
Der 3D-Druck biete auf der anderen Seite viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden der Antennenherstellung, die durch die Größe und Form der Trägerrakete oder des Satellitenbusses begrenzt sind. Beim 3D-Druck gibt es keine derartigen Beschränkungen für die Antennengröße, sodass je nach Bedarf sehr große oder sehr kleine Antennen hergestellt werden können. Außerdem können 3D-gedruckte Antennen mit viel dünneren Strukturen entwickelt werden, was das Gewicht und die Startkosten reduziert. Schließlich entfällt bei der Herstellung in der Umlaufbahn die Notwendigkeit einer Antennenstruktur, die Vibrationen und Erschütterungen während des Starts standhalten müsste.
Das gesamte Verfahren verspricht viele Vorteile für die Raumfahrt und soll unter anderem zu niedrigeren Kosten und einer höheren Kommunikationsqualität von Satelliten führen. Die Hoffnung ist, dass sich die Minifabrik als eine bedeutende Entwicklung für die Raumfahrt erweist, die Antennen effizienter und kostengünstiger produzieren kann.
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