Sehr leichte und robuste Antennen entwickelt

Die neue Entwicklung aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) wird zuerst in der Raumfahrt zum Einsatz kommen. Mit ihr werden die Antennen des Sentinel-1-Satelliten realisiert. Zukünftig könnte das leitfähige CFK-Material aber auch im Automobil-, Flugzeug- und Maschinenbau eine große Rolle spielen.

Im Kern handelt es sich bei dem Material um eine extrem strapazierfähige Verbindung zwischen dem High-Tech-Material CFK und Kupfer. Mit den Leichtgewichten werden zukünftig wichtige Umweltinformationen vom Zustand der Erde von Sentinel 1 aus dem Orbit heraus aufgenommen.

Dessen etwa 12 Meter lange Antenne setzt sich aus etwa 600 einzelnen am Fraunhofer IST metallisierten CFK-Hohlleitern zusammen. CFK besteht aus Kohlenstofffasern und Harzen und ist im Vergleich zu herkömmlichen Antennenmaterialien wie Kupfer oder Aluminium sehr leicht und fest. Der Hochleistungskunststoff ist aber auch anspruchsvoll in der Verarbeitung und ihm fehlt die notwendige elektrische Leitfähigkeit.

Um als hochsensibler Antennenstrahler zu funktionieren, müssen alle CFK-Bauteile innen wie außen homogen mit einer dünnen Schicht aus Kupfer überzogen werden. "Jedes einzelne der 600 Bauteile hat eine sehr komplexe innere Geometrie. Die homogene Innenbeschichtung war einer der größten Knackpunkte in dem mehr als fünfjährigen Projekt", erklärte Andreas Dietz, Gruppenleiter für Galvanotechnologie, den Projektverlauf. "Wir haben das hier am Fraunhofer IST galvanisch gelöst." Denn trotz der im Weltraum herrschenden heftigen Temperaturwechsel und mechanischen Belastungen muss die dünne Kupferschicht einwandfrei auf dem Kohlefaserverbundstoff haften.

Mit der in Braunschweig hergestellten und beschichteten Radar-Antenne soll Sentinel 1 ab Ende 2013 exakte Informationen über den Rückgang des arktischen Meereises, die Ausdehnung von Öl- und Hochwasserkatastrophen, Waldbränden bis hin zum Verlauf von Flüchtlingsströmen an die Erde senden.