Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zum Spiegel gestapelt

12.09.2011
Materialwissenschaftler der Universität Jena unterstützen Raumfahrtmission 2021 – das klingt nach ferner Zukunft.

Doch in der Raumfahrt ist ein Jahrzehnt nicht lang. Denn bereits jetzt sind die Arbeiten für die neue Mission „Athena“, die in zehn Jahren starten soll, in vollem Gange.

Im Rahmen des Projektes will die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ein Röntgenobservatorium ins All schießen. Ursprünglich war die Unternehmung mit der NASA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA geplant worden und hieß International X-Ray Observatory – kurz IXO.

Materialwissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena tragen einen kleinen Teil zum Gelingen der Mission bei. Sie waren an der Entwicklung und Realisierung einer wichtigen Komponente, die zur Produktion eines großen Spiegels für das Observatorium benötigt wird, maßgeblich beteiligt. Dieser lenkt die Röntgenstrahlung im All gezielt auf Sensoren. Dadurch sind genaue Messungen der Materie möglich.

„Es ist zwar nur ein kleiner, aber bei weitem kein unwesentlicher Teil“, sagt Dr. Volker Herold vom Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Universität Jena.

Der im Durchmesser etwa zwei Meter große Spiegel besteht aus einzelnen Bauelementen, die konzentrisch um den Mittelpunkt angeordnet sind. Sie sind aus dünnen, geriffelten monokristallinen Silizium-Wafern zusammengesetzt und sorgen für eine größtmögliche Oberfläche des Spiegels, denn durch die Riffelung entstehen winzige Kanäle innerhalb des optischen Bauelements.

Um bei der Herstellung eines einzelnen Bauteils die Wafer exakt übereinanderzustapeln, werden sie mittels Vakuum von einem Roboter mit einem speziellen Montagewerkzeug angesaugt und genau definiert verbogen, bevor sie in einer speziellen Montageplattform zusammengefügt werden. Daran arbeiteten die Jenaer gemeinsam mit der intelli engineering GmbH Barleben und dem niederländischen Unternehmen COSINE measurement systems.

„Wir in Jena haben uns genauer mit dem Montagewerkzeug beschäftigt, dessen Herstellung größtmögliche Präzision erfordert “, erklärt Volker Herold die Aufgabe im Rahmen des Projektes. Die dafür entwickelte funktionsbestimmende Auflage besteht aus einem Folienstapel, in dem sich ein mittels Lasermaterialbearbeitung eingebrachtes System etwa 100 Mikrometer breiter Kanäle für die Vakuumansaugung befindet.

Der Folienstapel dient als elastische Unterlage während der Biegung und Verbindung der Wafer. Das sensible Material würde sonst beschädigt. Um die beste Abstützung zu ermöglichen, besteht der Stapel sogar aus mehreren unterschiedlichen Folien. „Das Hauptproblem der Laserbearbeitung bestand in den unterschiedlichen Materialeigenschaften der Stapelkomponenten sowie in der geforderten hohen Genauigkeit der zu erzeugenden Kanalstrukturen“, erklärt Dr. Stephan Gräf, der ebenfalls am Projekt beteiligt war.

Eine weitere Herausforderung war die anschließende mechanische Präzisionsbearbeitung des elastischen Folienstapels, die in mehreren Schritten ebenso die hohen Formgenauigkeitsanforderungen gewährleisten musste. Genau diese Fachkompetenz besitzen die Arbeitsgruppen Lasertechnik sowie Oberflächenbearbeitung in der Abteilung Oberflächen-und Grenzflächentechnologien des IMT, weshalb sich die Jenaer Wissenschaftler unter anderem gegen amerikanische Konkurrenten behaupten konnten.

Die Wissenschaftler um das ATHENA-Projekt wollen vor allem klären, was in der Umgebung von Schwarzen Löchern passiert und wie und warum diese wachsen. Wenn das Observatorium in zehn Jahren um das „große Nichts“ schwebt, ist irgendwie auch ein Stückchen Jena mit dabei.

Kontakt:
Dr. Volker Herold / Dr. Stephan Gräf
Abteilung Oberflächen- und Grenzflächentechnologien
Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Universität Jena
Löbdergraben 32, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947753
E-Mail: volker.herold[at]uni-jena.de

Sebastian Hollstein | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Ein Wimpernschlag vom Isolator zum Metall
17.04.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

nachricht Neues Material macht Kältemaschinen energieeffizienter
10.04.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

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

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

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