Satelliten liefern Daten für Wetterprognosen, überwachen den Meeresspiegel, senden Signale an unsere Navis und Smartphones oder übertragen Fernsehprogramme. In unterschiedlichen Höhen umkreisen sie jahrelang die Erdumlaufbahn, angetrieben werden sie dabei von speziell entwickelten Weltraumbatterien. Für den Prototypen der neusten Generation an Mikrosatellitenbatterien verwendet ein deutsches Start-Up Unternehmen jetzt Platten aus SustaPEEK. Mikrosatelliten sind eine Miniaturausführung normaler Satelliten. Die besonderen Eigenschaften von SustaPEEK machen das Material ideal für den Einsatz im Weltraum und in Mikrosatelliten.
Im Erdschatten versorgt Mikrobatterie Satelliten mit Energie
Die Weltraumbatterie wiegt rund 350 Gramm und ist nicht einmal 10 Zentimeter lang, entwickelt wurde sie für Nano- und Mikrosatelliten. Befinden sich diese Satelliten im Bereich der Sonne, beziehen sie ihre Energie aus Sonnenlicht, treten sie in den Erdschatten ein, übernimmt die Mikrobatterie die Stromversorgung. Trotz ihres geringen Gewichts versorgt sie einen Satelliten für mehrere Jahre mit voller Leistung. Laut Hersteller sind dies knapp 12.000 Erdumrundungen in einer niedrigen Umlaufbahn. Hier überwachen die sogenannten MicroSats unter anderem die Entwicklung der Erde und liefern dabei auch wichtige Forschungsdaten, die naturbedingte Ereignisse vorhersagen und verfolgen und damit einen wichtigen Beitrag für den Umgang mit Naturkatastrophen liefern.
Dimensionsstabiles Material auch im Weltraum
Das Besondere der Batterien ist ihre geringe Größe, denn herkömmliche Weltraumbatterien sind groß, schwer und zudem teuer. Die Technologie der Mikrobatterie basiert auf Lithium-Ionen Autobatterien, hier hat sich die Technik in den vergangenen Jahren stark entwickelt und dieses Wissen nutzt das Start-up Unternehmen, um seine Batteriesysteme für den Weltraum weiterzuentwickeln. Mit verbaut im Mikrobatterien-Prototyp ist das Röchling Industrial Material SustaPEEK, das sich aufgrund der sehr guten mechanischen Eigenschaften ideal für den Einsatz im Weltraum eignet. SustaPEEK nimmt kaum Feuchtigkeit auf und hat zudem eine geringe Ausgasung, das heißt es treten auch über lange Zeit wenig Gase aus, die die Elektronik der Batterie unter Umständen beschädigen könnten. Die Techniker des Start-ups haben sich für SustaPEEK-Platten mit einer Stärke von 1.25 Millimetern entschieden. Um das Material in dieser geringen Stärke zu produzieren, wird SustaPEEK kalandriert. So entsteht ein thermoplastischer Hochleistungskunststoff, der sich mit sehr guten mechanischen Eigenschaften und einer hervorragenden Dimensionsstabilität auch für den langfristigen Einsatz mit Temperaturen von minus 60 °C bis zu 250 °C eignet.
Die kalandrierten Platten aus SustaPEEK dienen in der Weltraumbatterie als elektrische Isolatoren zum Schutz von Batterie-Zellen und gleichzeitig als mechanische Fixierung. Das Material hat sich bereits in ersten Prototypen bewährt, sodass die Techniker SustaPEEK im nächsten Schritt des Prototypen Prozesses wieder einsetzen.