Die Abteilung Mechanik- und Thermalsysteme arbeitet sowohl auf dem Gebiet der Materialforschung als auch der Strahlungsanalyse.
Die von der Raumfahrtindustrie verwendeten Materialien können unter weltraumähnlichen Bedingungen in der sogenannten Komplexen Bestrahlungseinrichtung (Complex Irradiation Facility; CIF) getestet werden. Diese Testeinrichtung ermöglicht Testproben (wenn notwendig gleichzeitig) degradierenden Einflüssen auszusetzen: Ultrahochvakuum, elektromagnetische Strahlung in einem breiten Wellenlängenbereich (40 bis 2500 nm), korpuskulare Strahlung (Elektronen und Protonen im Energiebereich von 1 bis 100 keV).
Degradationsexperimente werden kundenorientiert geplant, ausgeführt und nachbereitet. Die bestrahlten Proben können hinsichtlich ihrer morphologischen und/oder thermo-optischen Veränderungen untersucht werden. Die gewonnenen Daten werden herangezogen, um ein erstes theoretisches Modell und schließlich ein numerisches Modell des gemessenen Alterungsprozesses zu erstellen.
Im Kontext der gesammelten Erfahrungen können Vorschläge zu Problemlösungen, wie zB. Typ und Dicke einer Schutzschicht (protective coating) für das untersuchte Material gemacht werden.
Das experimentelle Ergebnis der Protonenbestrahlung einer metallisierten Folie zeigt das folgende Bild:
Elektronenmikroskop
Unter dem Elektronenmikroskop erkennt man die Besiedelung der Oberfläche mit winzigen Blasen (Zehntel Mikrometer), die mit Wasserstoff gefüllt sind.
Unter dem Elektronenmikroskop erkennt man die Besiedelung der Oberfläche mit winzigen Blasen (Zehntel Mikrometer), die mit Wasserstoff gefüllt sind. Dieser Wasserstoff ist das Ergebnis eines Rekombinationsprozesses der freien Elektronen der Metallschicht mit den eingestrahlten Protonen.
Solche metallisierten Folien werden beispielweise für "Solar Sailing” genutzt. Das Raumschiff wird hierbei durch eine große, entfaltete Fläche solcher Folien angetrieben (Lichtdruck der Sonne). Die Verminderung des Rflexionskoeffizienten durch die Blasenbildung führt zur Reduktion der Antriebsleistung des „Sail-Craft”.
Die numerische Strahlungsanalyse für Satellitenkomponenten ist ein weiterer Arbeitsschwerpunkt der Arbeitsgruppe. Beispielsweise kann die totale Ionisationsdosis einer speziellen Satellitenbaugruppe angegeben oder ein angepasstes Design eines Strahlungsschildes vorgeschlagen werden.
