Keramische Mikroöfen; Bildquelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
Glühender Mikroofen bei 1100°C; Bildquelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

Projekt: "Keramik-Heizelemente als Mikroöfen für den ExoMars-Rover"

Gemeinsam mit der Rauschert Steinbach GmbH entwickelte Prof. Dr. Hannes Kühl keramische Hochtemperatur-Heizelemente, die als Mikroöfen im ExoMars-Rover eingesetzt werden. Bei der geplanten ExoMars-Mission, die ein Gemeinschaftsvorhaben der ESA mit Roskosmos ist, soll im Jahr 2022 ein Raumfahrzeug zum roten Planeten geschickt werden, der sich dort auf die Suche nach Spuren von ehemaligem Leben auf dem Mars macht. Mit an Bord sind neben verschiedensten Analysegeräten auch über 30 kleine keramische Heizelemente, die Bodenproben auf über 1000°C erhitzen sollen: Die Bodenproben werden mit einem Bohrer aus einer Tiefe von bis zu 2 Metern aus der Marsoberfläche entnommen, zerkleinert und vollautomatisch in die Mikroöfen gegeben. Beim Erhitzen würden flüchtige organische Bestandteile entweichen, die in einem nachgeschalteten Massenspektrometer detektiert werden könnten. Organische Spuren würden ein Nachweis für (ehemaliges) Leben auf dem Mars sein. Das wäre ein Durchbruch in der Erkundung unseres Nachbarplaneten.

Die Entwicklung dieser Mikroöfen ist Teil einer jahrzehntelangen hervorragenden Zusammenarbeit zwischen der Fakultät Werkstofftechnik und der Firma Rauschert. Bereits seit dem Jahr 2006 wurden in enger Kooperation keramische Heizelemente entwickelt, die in wenigen Sekunden auf über 1000°C aufgeheizt werden können und u.a. als Glühzünder z.B. für Holzpellets dienen. Weitere Einsatzgebiete sind z.B. das Erhitzen von Materialproben, der Einsatz in der chemischen Analytik und Prozesstechnik, beim Löten und Schweißen oder beim Schmelzen von Kunststoff- oder Metallproben.

Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung ist auf diese Entwicklung aufmerksam geworden und hat die Heizelemente als ideale Öfen für Ihren Mars-Rover entdeckt. Es wurden maßgeschneiderte kleine Heizelemente entwickelt und gefertigt, die genau an die Anforderungen im Mars-Rover angepasst sind. Die Größe liegt bei wenigen Millimetern im Durchmesser und weniger als 2 cm in der Höhe. In aufwändigen Vortests wurden die Öfen anschließend auf Herz und Nieren geprüft. Schließlich müssen diese die extremen Bedingungen beim Raketenstart, beim monatelangen Flug und bei der schwierigen Landung auf dem Mars überstehen. Nach mehreren Verschiebungen der ExoMars-Mission ist es nun im Jahr 2022 soweit: Der Mars-Rover Perseverance wird von unserem Mars-Rover Gesellschaft erhalten. Prof. Dr. Hannes Kühl wird mit seinem gesamten Projektteam „Hochleistungskeramik“, in dem auch mehrere Studierende der Fakultät Werkstofftechnik aktiv mitwirken, und den Mitarbeitern der Firma Rauschert gemeinsam die Daumen drücken, dass auch diese Mars-Mission ein voller Erfolg wird.

Mars-Rover (Bildquelle: „unlimit3D“, adobe.stock.com)