Die Zukunft der Wärmedämmung im Weltraum
Aerogele werden erzeugt, indem die Flüssigkeit aus Siliciumdioxid-basierenden Gelen mit einem Gas ersetzt wird, was zu einem Material mit extrem niedriger Dichte und 90% Luft führt. Die hochporöse Struktur dieses Nanomaterials mit extrem kleinen Poren und komplizierter Porengeometrie lässt kaum Wärme durch. Als Ergebnis stellen Aerogele ausgezeichnete Wärmeisolatoren dar. Die Forscher des EU-finanzierten Projekts AERSUS (Aerogel European supplying unit for space applications) fanden in diesem neuen Nanomaterial die Lösung, um den Wärmeschutz von Raumfahrzeugen zu verbessern, der derzeit durch Mehrschicht-Isolierung (MLI) hergestellt wird. Die Grundstoffe für MLI, Kapton und Mylar, werden durch außereuropäische Unternehmen beschafft. Das AERSUS-Projekt führte neun Partner aus ganz Europa mit Know-how in der Herstellung von Aerogelen zusammen, um die Abhängigkeit von Quellen außerhalb Europas zu reduzieren. Um Aerogele für die harten Bedingungen im Weltraum anzupassen, wurden zuerst Verfahren für die Synthese überprüft. Zusammen mit den Ergebnissen einer Marktstudie zu den Endnutzeranforderungen, halfen diese vorbereitenden Tätigkeiten bei der Festlegung der technischen Spezifikationen. Der nächste Schritt bestand darin, verschiedene Arten von Aerogelen zu synthetisieren, einschließlich organisch modifizierten Kieselsäure-Aerogelen und hybriden organisch/anorganischen Silicaaerogelen. Ihre Wärmeleitfähigkeit wurde getestet und mit Wärmedämmstoffen, die derzeit für Weltraumanwendungen verwendet werden, verglichen. Schließlich wurde Ausrüstung für die Herstellung von Aerogelen im industriellen Maßstab konstruiert und gebaut. Die gemeinsamen Anstrengungen und enge Zusammenarbeit zwischen den AERSUS-Partnern haben dazu beigetragen, das erforderliche technische Know-how in Europa zu schaffen, um Aerogele für Weltraumanwendungen anpassen zu können. Die neuen nanostrukturierten Materialien könnten MLI-Schilde ersetzen, die derzeit für den thermischen Schutz von Treibstofftanks und unter Druck stehenden Kammern von Raumfahrzeugen und planetaren Rovern verwendet werden. Obwohl die Aerogele von AERSUS fast ausschließlich auf die Umgebung im Weltraum zugeschnitten sind, sind ihre Anwendungen vielfältig. Einer der wichtigsten Anwendungsbereiche wäre die Wärmedämmung von Gebäuden im Bausektor.
Schlüsselbegriffe
Wärmedämmung, Silikagel, Aerogel, Planetenerkundungsfahrzeuge, nanostrukturiertes Material
