Vielversprechende ISS-Versuche: Gecko-Haftschicht fängt Weltraumschrott ein

Gut 600.000 Trümmerteile ausgedienter Satelliten oder Raketen kreisen in Umlaufbahnen um die Erde. Mit neuer Technik könnten die künftig eingesammelt werden.

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(Bild: R. Hensel et al., INM)

Von
  • Jan-Oliver Löfken

Besonders die etwa 13.000 größeren Stücke Weltraumschrott ab fünf Zentimeter Durchmesser gefährden Raumfahrtmissionen und die wachsende Satelliten-Schar. Ein Wegnavigieren ist nicht immer möglich.

Ein spezielles Haftmaterial – inspiriert durch die Haftkräfte von Gecko-Füßen – könnte in Zukunft zumindest das Einsammeln von sehr großen Schrottteilen mit Durchmessern von einem bis mehreren Metern deutlich erleichtern. Ließe sich dieser Schrott zum kontrollierten Absturz und Verglühen in der Erdatmosphäre bringen, könnte ein weiterer Zerfall in kleinere Bruchstücke vermieden werden.

Die Besatzung der Internationalen Raumstation ISS führte nun erfolgreich erste Pilotversuche unter Schwerelosigkeit durch. Dazu nutzten sie zwei verschiedene Haftschichten, die Materialforscher um René Hensel am Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken entwickelt haben. Beide bestehen aus einem flexiblen Silikon-Kunststoff mit einer Vielzahl von filigranen Säulen an der Oberfläche. Die Durchmesser dieser Säulen lagen dabei bei 10 bis 20 oder einigen hundert Mikrometern. Dank dieser Struktur haftete die Silikonschicht über kleine van-der-Waals-Kräfte an verschiedenen glatten Materialien. Geckos nutzen diese Kräfte dank winziger Lamellenstrukturen an ihren Füßen.

An Bord der ISS wurden kleine, würfelförmige Roboter – die Astrobees – jeweils mit einer etwa zehn mal zehn Zentimeter großen Haftfläche ausgestattet. Damit flogen sie auf einen weiteren Roboter zu, der an einer Seite wahlweise eine Schicht aus Acrylglas, Wärmedämmmaterial oder Aluminium trug – für Weltraumschrott typische Materialien. Berührten sich die beiden Astrobees, hafteten sie relativ stabil aneinander. Eine vielversprechende Haftkraft zeigte dabei der Silikon-Kunststoff mit der etwas gröberen Säulen-Struktur. Die Ursachen dafür wollen Hensel und Kollegen nun in weiteren Analysen klären.

"Diesen Dockingmechanismus wollen wir nun weiter optimieren", sagt Hensel. Weitere Versuche – etwa mit realen Trümmerstücken außerhalb der ISS – sind in Planung. Ob und wann in der Zukunft kleine Flugroboter gezielt an große Trümmerteile andocken und zum Verglühen bringen werden, ist bisher noch nicht absehbar. Doch Hensel ist davon überzeugt, dass dieses Konzept für eine Müllabfuhr im Erdorbit potenziell zu den günstigeren Methoden etwa im Vergleich zu komplexen Harpunen-Robotern zählen könnte.

(bsc)