Große Auswahl an speziellen Sensoren für den Raumfahrtsektor

disynet GmbH: Die Raumfahrt wird zunehmend kommerzialisiert. Ein Beispiel dafür ist die geplante Raketenplattform in der Nordsee. Vier europäische Raketenhersteller unterzeichneten im September 2021 bereits Absichtserklärungen für die Zusammenarbeit mit der German Offshore Spaceport Alliance (GOSA). Die in der Raumfahrt verwendeten Sensoren unterliegen dabei vielen Parametern, die deren Einsatz einschränken. Abhängig vom Anwendungsbereich müssen sie sehr klein und leicht sein, kaum ausgasen und / oder sich für extreme Temperaturen eignen - sowohl nahe absolut Null als auch für sehr hohe Temperaturen in Triebwerknähe.

Sensoren in Weltraumumgebungen unterliegen Hochvakuumbedingungen und dürfen deshalb nur sehr wenig ausgasen. Das kann auch für Satellitenprüfstände im Labor notwendig sein, denn oft verbleiben diese Sensoren nach dem Bodentest im Satellit, da eine Entfernung dieser zu aufwendig ist. Da diese Sensoren im Satelliten mitfliegen, dürfen sie das Hochvakuum durch Ausgasen nicht verunreinigen – selbst, wenn sie nicht im Flug betrieben werden.

Hohe Anforderungen gelten auch für die verwendeten Kabel. So muss Teflon wegen dessen Kaltverformungseigenschaft ("cold-flow") noch zusätzlich mit einem dünnen Kunststoffband umwickelt und heißversiegelt werden. Um die Leitfähigkeit zu verbessern, werden die Kupferdrähte noch mit einer Silberbeschichtung versehen. Hierbei ist eine fehlerhafte Beschichtung zu vermeiden, da diese die sogenannte "rote Pest" (red plague) verursacht, eine rasche galvanische Korrosion, die zum Abblättern der Beschichtung durch Ablagern des Kupfers führt und so die Leitfähigkeit vermindert.

Extreme Temperaturen (hohe UND niedrige) benötigen eine genaue Abstimmung der Wärmedehnungskoeffizienten der Materialien und der verwendeten Komponenten aufeinander sowie eine optimale Auswahl von Piezo-Keramiken und -Kristallen, die keine Risse bilden, wenn sie hohen Temperaturgradienten ausgesetzt werden. Dieses, zusammen mit anderen Gesichtspunkten wie der Größe, kann Signalstörungen minimieren oder eliminieren, die oft als „spiking“-Phänomen bekannt sind.

Das patentierte „Silver Window“ (Silberfenster) für Hochtemperaturanwendungen macht Sensoren bei Raumtemperatur dicht, erlaubt den Aufnehmern aber bei hohen Temperaturen, „Sauerstoff zu atmen“, um Sauerstoffverluste der Keramik / des Kristalls zu vermeiden. 30 Jahre Entwicklungserfahrung führten zu den weltkleinsten, leichtesten, „coolsten“ und „heißesten“ Sensoren mit den „saubersten“ Signalen.

Diese anspruchsvollen Raumfahrt-Anforderungen erfordern einen hohen Grad an Erfahrung mit dem Zusammenspiel der Komponenten. So manche dieser Entwicklungen wurden dabei in Rekordzeit abgeschlossen, da die Entwicklungszeit durch feststehende Satelliten-Starttermine vorgegeben war.