Gecko-Greifer für Weltraumschrott
Fliegende Roboter mit Gecko-Haftstrukturen auf der Internationalen Raumstation getestet.
Tausende Tonnen Weltraumschrott umkreisen derzeit die Erde und es werden immer mehr. Meist sind es die Reste von abgeschlossenen Weltraummissionen oder ausgediente Satelliten. Das Gefährliche daran: Bereits zentimetergroße Teile können bei einer Kollision mit aktiven Satelliten, Raumfahrzeugen und Raumstationen immensen Schaden anrichten. Forscher der Technischen Universität Braunschweig haben in Kooperation mit dem Saarbrücker Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) einen Mechanismus zum „Einfangen“ von Weltraumschrott entwickelt. Dieser wurde nun an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) unter Weltraumbedingungen erfolgreich getestet.
Die besonderen Herausforderungen beim Greifen von Weltraumschrott bestehen darin, dass einerseits konventionelle Sauggreifsysteme im Vakuum des Weltalls nicht funktionieren und andererseits Objekte im All sich nicht kooperativ zeigen: Sie taumeln, senden keine Signale und können ihre Lage und Position nicht regeln. Als innovatives Greifsystem kommen daher am INM entwickelte Gecko-Haftstrukturen in Frage, die unter Vakuumbedingungen voll funktionsfähig sind. Für das Andocken haben Wissenschaftler des Instituts für Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig einen Mechanismus implementiert, der sich an ein freischwebendes Objekt automatisiert annähern kann.
Ende Dezember 2020 demonstrierten der US-Astronaut Victor Glover und einen Monat später seine Kollegin Shannon Walker den neu entwickelten Andock-Mechanismus mit den vom INM zur Verfügung gestellten Gecko-Haftmaterialien auf der ISS. Von der NASA entwickelte Astrobees, kleine fliegende Roboter, wurden mit der neuen Technologie ausgestattet. Die so modifizierten Astrobees wurden dann darauf getestet, Weltraumschrott zu „greifen“.
Die im Andock-Mechanismus verwendete Gecko-Technologie, die von der Fähigkeit des Geckofußes zu kontrolliertem Haften und Ablösen inspiriert ist, wird heute schon für Handhabungsanwendungen eingesetzt, etwa in der Robotik. Ihr Einsatz in Raumfahrtanwendungen ist jedoch neu. Daher wurden an Bord der ISS auch verschiedene Gecko-Haftmaterialien an unterschiedlichen Oberflächen getestet, die typischerweise in Raumfahrzeugen oder Satelliten verbaut werden, wie Acrylglas für Solarpanels, Multilayer-Isolierung als Wärmedämmmaterial und Aluminium für die Außenhaut. Die so gewonnenen Erkenntnisse eröffnen nun neue Perspektiven für weitere Missionen, sowohl im Labor als auch im All.
Leibniz-INM / DE
