Wie werden Beschichtungen wie Vantablack und Aeroglaze Z306 auf Komponenten von Raumfahrzeugen verwendet? Welche Funktionalitäten bieten sie genau?

Vantablack minimiert interne Reflexionen in optischen Systemen wie Sterntrackern , damit sie auch dann funktionieren, wenn sie fast auf helle Dinge wie Sonne oder Mond zeigen.

Ein Fachblatt zitiert den Hersteller:

„Die Vantablack-Beschichtung wurde ursprünglich entwickelt, um die Effizienz optischer Systeme im Weltraum zu verbessern, und dieses BST-Satellitenprojekt gibt uns eine sehr frühe Gelegenheit, ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis zu stellen“, sagt Ben Jensen, Chief Technology Officer von Surrey NanoSystems.

Aeroglaze Z306 ist nicht nur mattschwarz wie Vantablack, sondern wird vom Hersteller auch als Anti-Erosionsbeschichtung beschrieben. Es ist ein Polyurethan, das für diese Eigenschaft bekannt ist , obwohl dieses Produkt eher feuchtigkeitshärtend als duroplastisches Material ist. (Vermutlich ist die Abriebfestigkeit für die Luftfahrt wichtiger als für die Raumfahrt.)

• Aeroglaze® Z306 Mattschwarzes absorbierendes Polyurethan, geringe Ausgasung (auch hier )

Aeroglaze (alias Chemglaze) Z306 Ultraschwarze Farbe vs. Vantablack – Aufgenommen mit einer Sony RX100 IV

Aeroglaze 306 wird in großem Umfang als thermische Kontrollbeschichtung auf Komponenten von Raumfahrzeugen verwendet. Es ist ein schönes flaches Schwarz mit hohem Emissionsgrad, das sowohl auf den inneren als auch auf den äußeren Teilen des Raumfahrzeugs viel Tradition hat. Es hat gute Handhabungseigenschaften (Haftung, leichte Verschleiß-/Abriebfestigkeit, nimmt nicht viele flüchtige Stoffe aus der Atmosphäre wie Feuchtigkeit auf). Während es im Laufe der Zeit zu einer gewissen Verwitterung durch UV-Strahlung und atomaren Sauerstoff kommen kann, zeigte das LDEF-Experiment LDEF-Papier allgemein stabile Eigenschaften für dieses Material.

Als Beschichtung mit hohem Emissionsgrad eignet sie sich hervorragend zum Abstrahlen von Wärmeenergie von einem Teil oder zum Absorbieren von Wärme und Sonnenenergie. Oft wird es als strahlende Oberfläche auf der Außenseite verwendet, um Wärme in den Weltraum abzugeben, wenn dieser Abschnitt normalerweise beschattet ist. Intern kann es verwendet werden, um verschiedene Kästen und Oberflächen zu beschichten, um Komponenten durch Strahlung miteinander zu koppeln und dadurch minimale und maximale Temperaturen auszugleichen.

Z306 wurde auch verwendet, um Lichtreflexionen an Komponenten zu reduzieren, die sich in der Nähe empfindlicher Optiken befinden, aber oft benötigen die empfindlichsten Optiken eine noch höhere Leistung und die Gewissheit, dass keine Ablagerungen erzeugt werden. Früher hat man sich in diesen Fällen auf die schwarze Eloxierung verlassen, aber die neue Vantablack-Beschichtung könnte ein guter Kandidat für diese Anwendungen sein.

Aber um auf den genannten Artikel zurückzukommen, diese Beschichtungen würden nur einen Teil des Problems lösen, indem sie spiegelnde Reflexionen des Sonnenlichts von metallischen Teilen des Raumfahrzeugs entfernen. In der Praxis ist weiße Farbe hierfür eine bessere thermische Beschichtung, da sie sich im Sonnenlicht nicht so stark aufheizt. Lord Industries stellte für diesen Zweck auch A276 weiße Farbe her. Eine diffuse Farbe wird nicht hell genug sein, um erdgebundene Teleskope zu sehr zu stören, selbst wenn sie weiß ist. Was wirklich Probleme verursacht, ist das Glitzern der Solarfelder. Insbesondere das Deckglas kann in bestimmten Winkeln ein sehr helles Glitzern erzeugen. Und natürlich können Sie diesen Teil nicht schwarz lackieren, sonst bekommen Sie keinen Strom. Antireflexbeschichtungen sind ein Anfang, aber sie haben kein breites Spektrum und sind daher nicht besonders effektiv. Andere Lösungen, wie z. B. eine weniger glatte Außenfläche, beeinträchtigen tendenziell auch die Stromerzeugung, da sie das einfallende Licht stärker streuen, anstatt es durchzulassen. Daher sind möglicherweise nur geringfügige Verbesserungen möglich, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.