Auf zu den Ster­nen — Herae­us im Weltraum

• Welt­raum­wo­che der United Nati­ons vom 4. bis 10. Oktober
• Herae­us hilft beim Beweis der Rela­ti­vi­täts­theo­rie und druckt Satel­li­ten­steu­er­dü­sen aus Edel­me­tall­pul­vern in 3D

Recht­zei­tig zur dies­jäh­ri­gen Welt­raum­wo­che der UN konn­te die NASA Sen­sa­tio­nel­les berich­ten: Es gibt Was­ser­vor­kom­men auf dem Mars. Ganz so spek­ta­ku­lär sind die Akti­vi­tä­ten von Herae­us zwar nicht, aber der unend­li­che Welt­raum ist für den Hanau­er Tech­no­lo­gie­kon­zern schon lan­ge kein unbe­kann­tes Gebiet mehr. In der Luft- und Raum­fahrt wer­den z.B. spe­zi­el­le Space-Kata­ly­sa­to­ren genutzt, um in Trieb­wer­ken für Son­den und Satel­li­ten den Rake­ten­treib­stoff Hydra­zin zu zer­set­zen. Sogar auf den Mond haben es High­tech-Mate­ria­li­en aus Quarz­glas geschafft. Und bei Welt­all­ex­pe­ri­men­ten hel­fen per­fek­te Qua­der aus Edel­me­tal­len die Rela­ti­vi­täts­theo­rie von Albert Ein­stein zu bewei­sen. Noch ganz irdisch, aber den­noch revo­lu­tio­när, sind 3D-gedruck­te Satel­li­ten­steu­er­dü­sen aus Pul­vern aus Pla­tin und Rhodium.

Mei­len­stein für Herae­us Start-up „3D“

In der Luft- und Raum­fahrt­in­dus­trie bahnt sich eine mate­ri­al­tech­ni­sche Revo­lu­ti­on an. Wider­stands­fä­hi­ge Steu­er­dü­sen für Satel­li­ten aus Pla­tin-Rho­di­um­le­gie­run­gen sind für die extre­men Bedin­gun­gen im Welt­raum bes­tens geeig­net. In Zukunft kom­men sie direkt aus dem 3D-Dru­cker bei Herae­us. Über 1250 °Cel­si­us, über 600 Zün­dun­gen ohne Ver­schleiß- oder Ermü­dungs­er­schei­nun­gen – an sich etwas völ­lig Nor­ma­les für die hoch­kom­ple­xen Steu­er­dü­sen in den Trieb­wer­ken von Satel­li­ten. Aber

die Steu­er­dü­se, die jüngst am Air­bus Defence & Space Stand­ort in Lam­pold­s­hau­sen im Rah­men eines Pro­jekts der Euro­päi­schen Space Agen­cy (ESA) erfolg­reich einem Heiß­feu­er­test unter­zo­gen wur­de, ist etwas Beson­de­res: Die Steu­er­dü­se aus einer Pla­tin-Rho­di­um­le­gie­rung stamm­te erst­mals kom­plett aus einem 3D-Dru­cker. Bis­lang wer­den die nur acht bis zehn Zen­ti­me­ter lan­gen Steu­er- und Schub­ein­hei­ten in zahl­rei­chen Ein­zel­schrit­ten zusam­men­ge­setzt, für die Herae­us bereits seit Jah­ren Edel­me­tall­le­gie­run­gen her­stellt. Dank 3D-Druck gelingt dies aber schnel­ler und res­sour­cen­scho­nen­der, da viel weni­ger Abfall anfällt.

Ein Mei­len­stein ist die­ser Heiß­feu­er­test daher auch für das Herae­us Start-up 3D Prin­ting, das das für die­sen Test ein­ge­setz­te 3D-druck­fä­hi­ge Edel­me­tall­pul­ver ent­wi­ckelt. Im Mit­tel­punkt steht die Ent­wick­lung von Pul­vern aus Pla­tin und Rho­di­um sowie Iri­di­um zur Her­stel­lung von hoch­wi­der­stands­fä­hi­gen Bau­tei­len für die Steu­er­ra­ke­ten von Navi­ga­ti­ons­sa­tel­li­ten. „Wir haben bei dem Pro­jekt umfas­sen­de Erfah­run­gen gesam­melt, wie das Metall­pul­ver und die Para­me­ter für den 3D-Druck auf­ein­an­der abge­stimmt und opti­miert wer­den müs­sen, damit im gedruck­ten Objekt die rich­ti­gen Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten erreicht wer­den“, erklärt Tobi­as Cas­pa­ri, Lei­ter des Start-ups 3D Prin­ting. Und er blickt nach dem erfolg­rei­chen Test opti­mis­tisch nach vorn: „Mitt­ler­wei­le haben wir am Stand­ort Hanau auf­grund unse­res moder­nen 3D-Test­cen­ters mit eige­nen Laser­strahl- und Elek­tro­nen­strahl­dru­ckern die pas­sen­de Aus­stat­tung, um die Steu­er­dü­sen selbst her­zu­stel­len.“ Die nächs­ten Mei­len­stei­ne ste­hen schon fest. Der­zeit arbei­tet das Herae­us Team an 3D-druck­fä­hi­gen Pul­vern aus einer noch wider­stands­fä­hi­ge­ren Pla­tin-Iri­di­um­le­gie­rung, und der Start des ers­ten Satel­li­ten mit 3D-gedruck­ten Steu­er­dü­sen ist bereits für 2017 anvisiert.

Hin­ter­grund: Was ver­bin­det Herae­us mit dem Mond und Einstein?

Die Apol­lo-11-Mis­si­on brach­te 1969 einen Laser­re­flek­tor mit auf den Erd­tra­ban­ten. Der Reflek­tor dient heu­te noch zur genau­en Bestim­mung des Abstan­des zwi­schen Erde und Mond und besteht aus einer Anord­nung von 100 Tri­pel­pris­men aus dem spe­zi­ell ent­wi­ckel­ten Herae­us Quarz­glas Supra­sil^®. Bei der Abstands­mes­sung wird ein infra­ro­ter Laser­strahl auf die wie „Kat­zen­au­gen“ funk­tio­nie­ren­den Retro-Reflek­to­ren gerich­tet und dann die Rück­lauf­zeit des Lich­tes gemessen.

Einen Bei­trag leis­tet Herae­us auch bei hoch­prä­zi­sen Expe­ri­men­ten im Welt­raum. Aktu­ell sucht die ESA mit dem inter­na­tio­na­len Gemein­schafts­pro­jekt LISA (Laser Inter­fe­ro­me­ter Space Anten­na) nach einem Beweis für Gra­vi­ta­ti­ons­wel­len – „Kräu­se­lun­gen“ in der Raum-Zeit –, über die Albert Ein­stein in sei­ner Rela­ti­vi­täts­theo­rie sin­nier­te. Mit an Bord der Satel­li­ten: exakt glei­che Wür­fel aus einer spe­zi­el­len Gold-

Pla­tin­le­gie­rung mit einer Kan­ten­län­ge von 50 Mil­li­me­tern. An den edlen Test­mas­sen sol­len sich durch die Gra­vi­ta­ti­ons­wel­len ver­ur­sach­te Abstands­ver­än­de­run­gen trotz mini­ma­ler Grö­ßen­ord­nun­gen mes­sen lassen.