Wie Lösungen von Henkel Adhesive Technologies die Erforschung des Weltraums unterstützen

Klebstoffe für den Einsatz auf der Erde zu entwickeln, ist mit vielen Herausforderungen verbunden. Aber wie sieht es aus, wenn wir Lösungen für den Einsatz im Weltraum entwickeln? Bei Henkel stellen unsere Expert:innen Klebstoffprodukte her, die von wesentlicher Bedeutung für die Verpackungsindustrie oder die E-Mobilität sind – darüber hinaus entwickeln sie auch Lösungen für die Erforschung des Weltraums. So spielten im Jahr 2011 zum Beispiel Lösungen von Henkel Adhesive Technologies eine entscheidende Rolle bei der Mission des Rovers Curiosity zum Mars. Bei der Mission galt es herauszufinden, ob auf dem Planeten Leben möglich sei. Der Rover war etwa dreimal so groß wie ein normaler Rover, da er eine große Menge und Vielfalt an Informationen sammeln musste. Das bedeutete, dass für die Landung ein spezielles Manöver erforderlich war, an dem ein Roboter-Sensorarm beteiligt war. Dieser half dem Rover, sicher zu landen. Befestigt wurde der Arm mit einem Klebstoff von Henkel.

Innovative Materialien von Henkel finden sich auch in großen und kleinen Satelliten, die einen umfassenden Blick auf die Erde – und auch auf den Weltraum – ermöglichen. Unsere Lösungen unterstützen verschiedene Bereiche des Satellitendesigns und der Satellitenstruktur, darunter Antennen, Sensoren und Solarzellen. Strukturfolien, thermische Schnittstellen und elektrisch leitfähige Klebstoffe von Henkel tragen dazu bei, Satelliten im Weltraum zuverlässiger und strapazierfähiger zu machen. Aber wie werden diese Klebstoffe entwickelt?

Dr. Rita Mohanty, technische Expertin für Klebstoffe in der Raumfahrt bei Henkel, kennt die Herausforderungen, die Klebstofflösungen bewältigen müssen, um für den Einsatz im Weltraum geeignet zu sein. Seit über 25 Jahren arbeitet sie an der Entwicklung von Materialien sowie Montageanlagen und Prozesslösungen für die Elektronik. Dazu gehören auch Komponenten und Geräte, die in Raumfahrzeugen und Satelliten verwendet werden. Als Anwendungsingenieurin für thermisches Management und Montagematerialien für die Elektronik bei Henkel gibt sie Einblicke in die größten Unterschiede zwischen Klebstoffen, die für die Erde und für den Weltraum hergestellt werden.

Rita, welche Leistungsanforderungen gelten für Klebstoffe, die im Weltraum eingesetzt werden, und wie unterscheiden sie sich von den Anforderungen an Klebstoffe, die auf der Erde verwendet werden?

Bei der Entwicklung neuer Lösungen für Raumfahrzeuge und Satelliten müssen wir mehrere Umweltaspekte des Weltraums berücksichtigen. Die Schwerkraft im Weltraum ist zum Beispiel ganz anders als auf der Erde. Außerdem muss der Klebstoff in einem Vakuum funktionieren, das heißt, ein Klebstoff, der zur Aktivierung Luft benötigt, funktioniert im Weltraum nicht.

Die Temperaturen im Weltraum erreichen je nach Entfernung von der Sonne extreme Höhen und Tiefen – von mehreren Hundert Grad Celsius bis hin zu Hunderten von Grad unter dem Gefrierpunkt. Dieser Temperaturbereich unterscheidet sich stark von dem auf der Erde, wo die höchste jemals gemessene Temperatur bei etwa 60 Grad Celsius und die niedrigste Temperatur bei etwa -90 Grad Celsius lag. Die Klebstoffe, die wir für den Weltraum entwickeln, sind darauf ausgelegt, extremeren Temperaturen standzuhalten als die Klebstoffe, die auf der Erde verwendet werden.

Strahlung ist eine weitere Umweltbedingung im Weltraum, die einen Einfluss auf die Entwicklung von Klebstoffen hat. Strahlung hat eine schädliche Wirkung auf Menschen und Gegenstände. Raumfahrzeuge sind von allen Seiten der Strahlung ausgesetzt, so dass Weltraumklebstoffe in der Lage sein müssen, der Strahlung standzuhalten und dennoch eine hervorragende Leistung und Zuverlässigkeit zu erzielen. Die Klebstoffe müssen auch sehr stark sein, damit sie den Vibrationen und der hohen Schwerkraft beim Weltraumstart und im Weltraum aushalten können. Die Schwerkraft beim Start kann bis zu zehnmal stärker sein als auf der Erde.

Wie testet man hier auf der Erde Produkte für den Weltraum?

Wir können die Weltraumumgebung nicht einfach auf der Erde nachbilden. Aber Wissenschaftler:innen und Ingenieur:innen können durch wissenschaftliche Modellierung und Simulationen die richtigen Testbedingungen schaffen, um vorherzusagen, wie sich Materialien im Weltraum verhalten werden. Dies ist vergleichbar mit der Art und Weise, wie Astronaut:innen Simulatoren nutzen, um sich auf die Raumfahrt vorzubereiten. Viele Tests werden intern mit speziellen Geräten durchgeführt, während andere Tests nur von einer Handvoll Labore rund um den Globus ausgeübt werden können. Außerdem müssen die Lösungen den offiziellen Standards von Behörden wie der NASA entsprechen. Aus diesem Grund muss eine umfassende Reihe von Tests und Simulationen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass ein Klebstoff im Weltraum gut funktioniert. Eine neue Lösung für den Weltraum zu entwickeln, kann bis zu drei Jahre dauern.