Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DuPont Plunkett Award 2007: Teflon als Treibstoff für Reise zum Mond

08.02.2007
Teflon ist im Alltag als Antihaftschicht in Bratpfannen bekannt. Wissenschaftler des Instituts für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart entwickelten nun gemeinsam mit der Firma ElringKlinger Kunststofftechnik in Bietigheim-Bissingen ein Verfahren, das es ermöglicht, das aus Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehende Material als Treibstoffsystem für Satellitenantriebe einzusetzen. Hierfür erhielten Dr. Georg Herdrich und Anuscheh Nawaz und vom IRS sowie Dr. Michael Schlipf von ElringKlinger den DuPont Plunkett Award 2007.

Der durch den DuPont-Konzern ausgeschriebene Preis wurde im Rahmen eines vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt geförderten Forschungsprojektes vergeben. Das IRS plant, die Treibwerke auf der Mondmission BW1 (Baden-Württemberg 1) als Marschtriebwerke zu verwenden. Die Vorbereitungen dazu laufen derzeit auf Hochtouren.

Ob in der Nachrichtenübertragung, bei der Wetterbeobachtung oder bei Forschungssonden zur Erkundung des Weltraumes: Wo immer Satelliten unterwegs sind, benötigen sie Triebwerke, die sie in die korrekte Lage und Bahn bringen. Eine Möglichkeit für eine genaue Lage-Bahnregelung bieten elektrische Triebwerke wie das so genannte I-MPD Triebwerk (instationäres magnetoplasmadynamisches Triebwerk), das am IRS der Uni Stuttgart entwickelt wird. Dieser Triebwerkstyp verwendet als Treibstoff Teflon, das dem Triebwerk als Festtreibstoff zugeführt wird.

Der Vorteil von I-MPD-Triebwerken liegt in ihrem robusten und kompakten Gesamtsystem, ihrer Zuverlässigkeit sowie der einfachen Handhabung. So werden diese Triebwerke gepulst betrieben. Sie speichern die Energie zwischen und entladen diese dann in einem so genannten Impulsbit. Die äußerst feinen Stöße erlauben es, den Satelliten sehr genau zu positionieren. Zudem können die Triebwerke bei Bedarf beliebig oft wieder gezündet werden, bis der Treibstoff verbraucht ist. Dies macht sie besonders sparsam. So hat das am IRS entwickelte System eine Austrittsgeschwindigkeit von mehr als 12 Kilometern/Sekunde und braucht für den Weg zum Mond etwa 50 Kilogramm Teflon. Ein konventionelles chemisches Triebwerk würde hierfür etwa die dreifache Menge brauchen. Gerade bei Langzeitmissionen wie der BW1 ist der geringe Treibstoffverbrauch ein enormer Vorteil: Das Treibstofffördersystem und insbesondere die Lagerung des Festtreibstoffes auf dem nur einen Kubikmeter großen Satelliten stellen bei solchen Flügen eine der größten Herausforderungen dar.

Da der Treibstoff auf seiner Reise zum Mond starken Temperaturunterschieden ausgesetzt ist, muss er möglichst spannungsfrei und präzise hergestellt werden. Basierend auf dem vom Institut für Raumfahrtsysteme erarbeiteten Design entwickelte ElringKlinger Kunststofftechnik einen Prozess für die Herstellung eines helixförmigen Festtreibstoffes mit Teflon, der für die Mission besonders geeignet ist. Das Produkt erfüllt die Anforderungen bezüglich der Fertigungsgenauigkeit, der internen Spannungsfreiheit und der Dimensionsstabilität unter den unwirtlichen Bedingungen im All. Durch die Helixform ist es möglich, den Treibstoff mithilfe einer Drehfeder in das Triebwerk nachzuführen. Um Platz zu sparen, sieht das IRS-Design die Treibstoffförderung von zwei Seiten in das Triebwerk vor.

Die ersten Teflon-Testeinheiten wurden bereits erfolgreich in das Ingenieurmodell am IRS integriert, um weitere Triebwerksparameter für die Mondmission zu untersuchen. Der erste Satellit mit diesem neuartigen Treibstoffsystem, BW1, wird bis zum Ende dieses Jahrzehnts seine Mission beginnen. Die Beteiligten gehen davon aus, dass sich bald auch andere Länder, die auf dem Gebiet der Satellitentechnologie arbeiten, für das System interessieren. Zudem erwarten die Forscher weitere Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Hochgeschwindigkeitsplasmen für Laseranwendungen.

Um den DuPont Plunkett Award bewerben sich bedeutende Polymerverarbeiter und -institutionen aus der ganzen Welt. Der Preis ist nach dem Erfinder des Teflons, Roy J. Plunkett, benannt und mit 3.000 US-Dollar dotiert.

Weitere Informationen bei Dr. Georg Herdrich, Institut für Raumfahrtsysteme, Tel. 0711/685-62412, e-mail herdrich@irs.uni-stuttgart.de sowie bei Dr. Michael Schlipf, ElringKlinger Kunststofftechnik, Tel. 07142-583-0, e-mail info@elrichklinger-kunststoff.de.

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Berichte zu: IRS Luft- und Raumfahrt Satellit Treibstoff Triebwerk

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Forschungspreis „Transformative Wissenschaft 2018“ ausgelobt
16.02.2018 | Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH

nachricht Preis der DPG für superpräzisen 3-D-Laserdruck aus Karlsruhe
14.02.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics