Parabolspiegel für den Weltraum – Leichtgewichte aus CFK

Galvanisierter CFK-Parabolspiegel unpoliert.
© Fraunhofer IST, Falko Oldenburg
Galvanisierter CFK-Parabolspiegel unpoliert.

Herausforderung 

Optische Spiegel für die Raumfahrt sind durch die hohe Dichte der Werkstoffe (Metall oder Keramik) massive Konstrukte. Ziel dieses Vorhabens war es, mit Hilfe von CFK und einer neuen Beschichtungstechnik optische Spiegel zu fertigen, die gegenüber herkömmlichen Systemen eine um mindestens 80 Prozent verringerte Masse aufweisen. Herausforderung war die Stabilität des Systems bei wechselnden Temperaturen. 

Lösung 

Grundlage war das im IST entwickelte Metallisierungsverfahren für CFK. Flachproben wurden dazu mit einem speziellen Verfahren chemisch gebeizt und danach galvanisch vernickelt. Grund dafür waren besondere Anforderungen an die Qualität der Haftung zwischen Schicht und Bauteil.  Die Nickeloberfläche wurde im Fraunhofer IPT mittels UPD-Verfahren (Ultrapräzises Drehen) auf Spiegelqualität gedreht. Im nächsten Schritt wurden Parabolspiegel mit einem Durchmesser von ca. 30 cm gefertigt (INVENT GmbH) und vernickelt (Fraunhofer IST). Vor dem UPD-Prozess wurde der Spiegel vermessen, um Verformungen durch innere Spannungen auszuschließen.  

Mehrwert 

Das Ergebnis war ein metallisierter CFK-Parabolspiegel mit erheblicher Gewichtseinsparung. Die Stabilität unter wechselnden Temperaturen konnte nicht nachgewiesen werden, allerdings besteht ein großes Potential für Anwendungen bei konstanter Temperatur, z. B. bei erdgebundenen Spiegeln für astronomische Zwecke, die beweglich sind und bei konstant tiefen Temperaturen arbeiten.  

Förderhinweis

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

 

Gefördert durch Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages (Förderkennzeichen 50RP1611).