Satelliten werden mit kostengünstigen 3D-gedruckten Sensoren ausgestattet
Es gibt zahlreiche kostspielige Aktivitäten im Weltraum, aber ein Team von MIT-Forschern hat eine Methode entdeckt, um die Kosten zu senken und vielleicht die Forschung zum Klimawandel voranzutreiben. Laut MIT sind die Sensoren die ersten 3D-gedruckten Plasmadetektoren für den Einsatz in Satelliten. Die chemische Zusammensetzung und die Verteilung der Ionenenergie in der oberen Atmosphäre können von den Sensoren erfasst werden.
Die Sensoren, die auch als Retarding Potential Analyzer (RPAs) bezeichnet werden, wurden aus einem druckbaren Glaskeramikmaterial namens Vitrolite hergestellt. Dieses Material soll laut MIT haltbarer sein als andere Sensormaterialien wie Dünnfilmbeschichtungen und Silizium. Das Team entwickelte Sensoren mit komplizierten Formen, die "den großen Temperaturschwankungen standhalten können, denen ein Raumfahrzeug in der unteren Erdumlaufbahn ausgesetzt ist", so das MIT. Vitrolite behält seine strukturelle Integrität bei Temperaturen von bis zu 800 Grad Celsius, während die in anderen RPA verwendeten Polymere bei 400 Grad Celsius zu zerfallen beginnen.
Das bedeutet, dass die Geräte ideal für kostengünstige Cubesats sein könnten. Chemische Analysen und die Überwachung von Energie gehören zu den Aufgaben, die RPAs übernehmen können, wenn sie auf geostationären Satelliten montiert sind, was bei Wettervorhersagen und der Überwachung des Klimawandels helfen könnte.
Die Wissenschaftler sagen, dass die Sensoren genauso gut sind wie die aus Halbleitern hergestellten und in einem Reinraum produziert werden. Die Herstellung von RPAs in einem Reinraum ist kostspielig und kann mehrere Wochen in Anspruch nehmen. Die Herstellung mit 3D-Druckern und Laserschneiden dauert nur wenige Tage, und die Kosten liegen im dreistelligen Bereich", so die Forscher.
Luis Fernando Velasquez-García, ein leitender Forscher in den Microsystems Technology Laboratories des MIT und einer der Autoren der Studie, ist der Meinung, dass es noch Raum für Verbesserungen gibt. Er würde gerne die Dicke der Schichten oder die Pixelgröße der Glaskeramik-Behälterpolymerisation verringern, um anspruchsvollere und genauere Geräte herzustellen. Es gibt auch die Vorstellung, dass "die vollständig additive Herstellung der Sensoren sie mit der Herstellung im Weltraum kompatibel machen würde" Die NASA entwickelt schon seit langem 3D-Drucktechnologien für den Weltraum. Die NASA beabsichtigt, im Jahr 2024 ein Demonstrations-Raumschiff zu starten, das eine stellvertretende Solaranlage herstellen, montieren und einsetzen kann, um zu sehen, wie die Methode auf Artemis eingesetzt werden kann.