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News: Schwächstes Glied

Die Hitzeschilde von Satelliten, Raumfähren und Internationaler Raumstation bröckeln. Vermutlich wird das Teflon Opfer von Sauerstoff-Radikalen.
Nein, wir haben die Teflonpfanne nicht der Raumfahrt zu verdanken, sondern einem Herrn Roy Plunkett, der den Kunststoff Polytetrafluorethylen im Jahre 1938 zufällig entdeckte. Die erste Teflonpfanne gab es schon 1954 - da beschränkte sich Raumfahrt noch auf Jules-Verne-Lesen. Später ließ dann auch die NASA nichts anbrennen und packte alles in allem ein paar hundert Kilogramm des abweisenden Kunststoffs in die Apollo-Kapseln.

Im All dient Teflon damals wie heute vornehmlich der Isolation. Beschichtet mit Silber oder Aluminum bietet der Kunststoff Raumfähren, Satelliten und der Internationalen Raumstation Schutz vor der unerbittlichen Sonnenstrahlung.

Doch in Umlaufbahnen zwischen 180 und 650 Kilometern Höhe bricht und bröckelt das Zeug, und niemand weiß genau, warum. So könnte die UV-Strahlung der Sonne die langkettigen Moleküle des Polymers aufbrechen, doch im Labor zeigten sich nie vergleichbare Schäden - was allerdings auch an der Schwierigkeit liegen kann, geeignete Laborbedingungen zu schaffen.

Andererseits könnte die Degradation der Schutzschilde auch auf andere Art und Weise erfolgen, nämlich durch instabile und überaus reaktive Sauerstoff-Radikale. Diese elektrisch neutralen Teilchen verfügen über ein ungepaartes Elektron und entstehen, wenn die aus zwei Atomen bestehenden Sauerstoffmoleküle von der UV-Strahlung der Sonne aufgebrochen werden.

Gemeinhin wurde diesem Prozess jedoch kaum Bedeutung beigemessen. Zwar ist die Radikal-Bildung in der Ionosphäre sehr viel umfangreicher als in niedrigeren Schichten der Atmosphäre, dafür herrscht dort oben auch nur ein Milliardstel des Luftdrucks an der Erdoberfläche.

Doch Asta Gindulyte von der City University of New York und seine Mitarbeiter kommen - wenngleich nicht im Labor, sondern mithilfe von Computersimulationen - nun zu dem überraschenden Schluss, dass die Energie der Sauerstoff-Radikale auch in der Ionosphäre für eine Schädigung der Hitzeschilde durchaus hoch genug ist. Ihren Berechnungen zufolge greifen die Radikale dort an, wo Teflon am schwächsten ist: an den Kohlenstoffbrücken,die die CF2-CF2-Ketten zusammenhalten.

Die Forscher hoffen nun, auf dieser Basis geeignete Laborbedingungen zu schaffen, unter denen Werkstoffe wirklichkeitsnah getestet und optimiert werden können. Vielleicht kann ein UV-Schutz vor der Korrosion der Teflonschilde schützen, vielleicht ist Teflon aber auch nur für Pfannen gut und nicht für Raumstationen.

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