Solarpanel für die Raumfahrt

Das niederländische Startup SALD B.V. (Eindhoven) meldet verstärkte Nachfrage nach seiner Solarpanel-Technologie aus der Raumfahrt. Mit der vom Unternehmen entwickelten Technologie „Spatial Atom Layer Deposition“ (SALD) lässt sich eine neue Generation von Solarpaneln mit höherer Effizienz und Stabilität produzieren, teilt das Unternehmen mit. Mit dem patentierten Verfahren lassen sich laut Angaben Beschichtungen herstellen, die so dünn wie ein einzelnes Atom sind. Diese seien ideal für die Integration in die nächste Generation von Raumschiffen, die von Privatfirmen wie Virgin Galactic (Richard Branson), Blue Origin (Jeff Bezos) und SpaceX (Elon Musk) derzeit an den Start gebracht werden. Alle drei Weltraum-Milliardäre wetteifern um das künftige Billionen-Geschäft mit Reisen ins All.

SpaceX mit integrierten Solarpanel statt Sonnensegeln

Als bestes Beispiel für die Integration neuartiger Solarpanel in eine Weltraumkapsel verweist SALD auf die „Crew Dragon“ von SpaceX. Das bemannte Raumschiff hatte im Juni 2020 mit einer Falkon-9-Rakete ebenfalls von SpaceX im Auftrag der NASA zwei Astronauten zur Internationalen Raumstation ISS gebracht. Am 16. November 2020 fand der erste reguläre Astronautenstart von SpaceX statt. Die November-Crew – „Crew-1“ – ist die erste, die offiziell von der Crew Dragon zur ISS geflogen wurde, nachdem der bemannte Test im Frühjahr erfolgreich verlaufen war.

Stets gut gelaunt in den Weltraum: Das SALD-Team

Der Weltraum-Shuttle zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass der Rumpf der Kapsel zwischen dem Antrieb und der Spitze beinahe vollständig durch neuartige, flexible und dennoch robuste Solarpanels abgedeckt ist. Diese beiden Eigenschaften – flexibel und robust – werden durch eine atomdünne Ummantelung erreicht, wie sie mit der SALD-Technologie herstellbar ist. Nach dem Verlassen der Erdatmosphäre können sich die Solarpanel am Rumpf erweitern oder zusammenschrumpfen, je nachdem, ob sie gerade der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind oder nicht. Diese Integration der solaren Energieversorgung in den Rumpf gilt als ein entscheidendes Merkmal künftiger Weltraumschiffe, weil dadurch das aufwändige und unsichere Herausklappen von Sonnensegeln entfällt. Die riesigen Segel sind anfällig für Risse beim Ein- und Ausfalten, das herkömmlicherweise über Drehgelenke und Akkordeon-ähnliche Konstruktionen erfolgt. Risse und andere mechanische Fehler an den althergebrachten Sonnenflügeln lassen sich nur durch den Außeneinsatz von Astronauten reparieren.

So revolutionär das atomdünne Beschichtungsverfahren ist, so gut ist es dennoch bereits erprobt, betont das niederländische Startup. SALD ist als Spinn-off ausgegründet worden aus dem Unternehmen SoLayTec, das seit 2010 Spatial-ALD-Maschinen für die Massenfertigung von Solarpaneln vor allem nach China liefert. Diese Technologie gilt als entscheidend dafür, dass es China gelungen ist, binnen weniger Jahre den Weltmarkt mit guten und dennoch preisgünstigen Solarpaneln zu dominieren.

Zukunftsmarkt Solar-Satelliten

„Nachdem sich das SALD-Verfahren in der Massenproduktion bewährt hat, ist es nunmehr für den anspruchsvollen Einsatz im Weltraum bereit“, erklärt SALD-CEO Frank Verhage. Er führt aus: „Die Solarversorgung ist nicht nur für bemannte Raumkapseln wie die Crew Dragon von Bedeutung, sondern für alle menschengemachten Konstruktionen im All. Dazu gehören auch Satelliten, Weltraumstationen und alle künftigen Raumfahrtvehikel.“ Bei der letzten Zählung Ende März 2020 kreisten knapp 2700 aktive Satelliten um die Erde, wobei eine drastische Zunahme erwartet wird. Allein das Projekt Starlink von Elon Musk, das den gesamten Erdball mit einem schnellen Internet versorgen soll, braucht für diese Mission bis zu 12 000 Satelliten in den nächsten Jahren.

„Diese neue Generation von Minisatelliten, die teilweise so klein wie ein Tennisball oder Kühlschrank sind, wird eine nie dagewesene Nachfrage nach Solarpaneln im Weltraum mit sich bringen. Atomdünne Beschichtungen, die mittels Spatial Atom Layer Deposition aufgebracht werden, gehören zum Standard in allen diesen Fällen“, erklärt Frank Verhage.

SALD hat mit „Spatial Atom Layer Deposition“ ein einzigartiges, patentiertes Verfahren entwickelt, im industriellen Maßstab Beschichtungen aufzutragen, die so dünn sind wie ein einziges Atom. Diese Atombeschichtungen werden ganze Industrien revolutionieren, darunter die Herstellung von Batteriezellen für Autos und Smartphones, die Textilwirtschaft, die Polymerelektronik (organische Computer­chips), die Solarenergiebranche und die Verpackungsindustrie für Consumer Goods und Convenience Food – meint jedenfalls das Unternehmen.