Das niederländische Start-up SALD B.V. hat mit „Spatial Atom Layer Deposition“ ein weltweit einzigartiges, patentiertes Verfahren entwickelt, mit dem im industriellen Maßstab Beschichtungen aufgetragen werden können, die so dünn sind wie ein einziges Atom. Mit dieser Technologie lässt sich eine neue Generation von Solarpaneelen produzieren, die effizienter und stabiler sind. Die atomdünnen Beschichtungen von SALD eignen sich auch für die Integration in Raumschiffen.
SpaceX mit Solarpaneelen statt Sonnensegeln
Als bestes Beispiel für die Integration neuartiger Solarpaneele 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 Test im Frühjahr erfolgreich verlaufen war.
Das Besondere an dem Raumfahrzeug ist unter anderem, dass der Rumpf der Kapsel zwischen dem Antrieb und der Spitze beinahe vollständig mit neuartigen flexiblen und dennoch robusten Solarpaneelen abgedeckt ist. Das wird durch eine atomdünne Ummantelung erreicht, wie sie mit der SALD-Technologie herstellbar ist. Nach dem Verlassen der Erdatmosphäre können sich die Solarpaneele 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 aufwendige und unsichere Herausklappen von Sonnensegeln entfällt.
So revolutionär das SALD-Beschichtungsverfahren auch ist, so sei es dennoch bereits gut erprobt, betont das niederländische Start-up, denn SALD wurde als Spin-off aus dem Unternehmen SoLayTec ausgegründet. SoLayTec liefert seit 2010 Spatial-ALD-Maschinen für die Massenfertigung von Solarpaneelen vor allem nach China. Diese Technologie gilt als entscheidend dafür, dass es China gelungen ist, binnen weniger Jahre den Weltmarkt mit preisgünstigen und dennoch guten Solarpaneelen 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“, versichert SALD-CEO Frank Verhage. „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 2.700 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 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 da gewesene Nachfrage nach Solarpaneelen im Weltraum mit sich bringen. Atomdünne Beschichtungen, die mittels Spatial Atom Layer Deposition aufgebracht werden, gehören zum Standard in all diesen Fällen“, erklärt Verhage. Aber Atombeschichtungen eignen sich nicht nur für Solarpaneele, sie werden ganze Industrien verändern, glaubt der SALD-CEO, 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.