Forschungssonde, Merkur, Sonnensystem

Titan-Schichten schützen Merkur-Sonde

Ende Oktober ist die europäisch-japanische BepiColombo-Mission zur Erforschung des Merkur gestartet. Mit dabei sind Schichten, die am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST hergestellt wurden. So wurden Titanteile in einem neuen Verfahren mit Kupfer beschichtet.
 
Der Merkur ist der kleinste Planet unseres Sonnensystems, und er ist mit einer Entfernung von nur etwa 58 Millionen Kilometern der Sonne am nächsten. Das hat zur Folge, dass die Temperaturen auf der Oberfläche extrem schwanken, die Höchsttemperaturen betragen bis zu 430 °C, die Tiefsttemperaturen bis zu -173 °C. Die Forschungssonde BepiColombo, die unter Federführung von Airbus entwickelt wurde, muss also nicht nur den langen Flug zum Merkur überstehen, sondern soll auch trotz extremster Bedingungen länger als ein Jahr verlässliche Daten liefern.

Eine der Maßnahmen zum Schutz vor zu hohen Temperaturen sind Kühllamellen aus Titan, die mit Silber beschichtet wurden. Eine direkte galvanische Versilberung von Titan ist sehr aufwändig: Damit die Schichten haften, muss das Titan mit Flusssäure oder anderen fluorhaltigen Chemikalien gebeizt werden. Außerdem besteht die Gefahr, dass das Material spröde wird.

Plasmaverfahren

Umweltfreundlicher und Material schonender ist die Lösung des Fraunhofer IST: Die Titanteile werden im Vakuum mit einem Plasmaverfahren hauchdünn und haftfest mit Kupfer beschichtet. „Die von uns verkupferten Titan-Bauteile konnten im Anschluss von einem Partner erfolgreich in einem recht einfachen galvanischen Prozess versilbert werden und sind bereit für die Mission“, erläutert IST-Projektleiter Ralf Wittorf.

Um sicherzustellen, dass sowohl Beschichtungsprozesse als auch Beschichtungen höchsten Anforderungen genügen, wurde die gesamte Fertigungskette zur Schichtabscheidung am Fraunhofer IST entwickelt und optimiert. „Durch die Kombination von Plasmatechnik und Galvanik konnte der Gesamtprozess erheblich vereinfacht werden“, freuen sich Wittorf und sein Kollege Torsten Hochsattel. Mit Spannung und natürlich auch ein wenig Stolz verfolgen die Beteiligten den Verlauf der Mission und hoffen, dass alles nach Plan verläuft.
 

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