RAUMFAHRZEUGMEMBRAN

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbsttragende, flexible Raumfahrzeugmembran. Des Weiteren betrifft die Erfindung unterschiedliche Anwendungen einer Raumfahrzeugmembran.

STAND DER TECHNIK Auf der Website: http://www.sheldahl.com/sites/default/files/Documents/Shield ingMaterials/RedBook.pdf werden einerseits Klebebänder angeboten, die bereits eine Beschichtung aus einem Acryl- Klebstoff aufweisen und eine Breite im Bereich von 1 bis 4 Inch aufweisen und zu einer Rolle aufgerollt sein können. Ein erstes derartiges Klebeband weist zusätzlich zu der Klebstoffschicht eine ITO-Schicht, eine Trägerfolie aus FEP und eine Schicht aus Silber oder Inconel (eingetragene Marke des Unternehmens Special Metals Corporation) auf, wobei die Dicke der Schichten sehr viel kleiner ist als die Dicke der Trägerfolie

Dieses Klebeband ist bestimmt für das Aufkleben auf eine Struktur zur Beeinflussung des Wärmeübergangs. Das Klebeband kann an Blankets angeklebt werden zwecks Verschließung von Rändern oder zur Reparatur von Rippen der äußeren Schichten. Das Klebeband kann auch Perforationen aufweisen. Ein weiteres Klebeband weist zusätzlich zu der Klebeschicht lediglich eine FEP-Schicht sowie eine reflektierende Schicht aus Silber oder Inconel auf. Auch dieses Klebeband wird auf eine Struktur aufgeklebt zur Beeinflussung des Wärmeübergangs und kann perforiert ausgebildet sein. Das Klebeband kann eine nach Applikation entfernbare Schutzschicht aufweisen, um das Klebeband gegenüber Beschädigungen bei der Benutzung und Applikation zu schützen. Das Reflektionsverhalten kann durch Einprägungen der reflektierenden Schicht diffus gestaltet werden. Alternativ kann anstelle der Schicht aus Silber oder Inconel auch eine Aluminiumschicht verwendet werden. Vorgeschlagen werden auf der Website auch Klebebänder, bei denen auf einer Seite einer FEP-Schicht eine ITO-Schicht angeordnet ist, während auf der anderen Seite der FEP-Schicht eine Schicht aus Silber oder Inconel angeordnet ist, die wiederum mit der Klebeschicht beschichtet ist. Andererseits offenbart die Website auch großflächige Folienstücke, die beispielsweise eine Länge von 3 m sowie eine Breite von 1,22 m aufweisen können. Bei einem derartigen Folienstück ist eine Seite einer FEP-Schicht mit einer ITO-Schicht beschichtet, während die andere Seite der FEP-Schicht mit eine Silberschicht oder einer Schicht aus Inconel beschichtet ist. Auch derartige Folienstücke können perforiert sein. Soll ein Folienstück als so genannter Rückflächenspiegel Einsatz finden, indem eine Reflektion nicht auf der unmittelbar der Strahlungsquelle zugewandten Seite des Folienstücks erfolgt, sondern an einer zweiten, innerhalb des Folienstücks liegenden Reflektionsfläche einer Folienschicht, kann eine FEP-Schicht auf der der Strahlungsquelle abgewandten Seite mit einer Silberschicht oder einer Schicht aus Inconel beschichtet sein. Hieraus resultiert ein geringes solares Absorptionsvermögen und ein hohes Emissionsvermögen. Auch dieses Folienstück kann perforiert sein und mit einer Schutzschicht ausgestattet sein. Alternativ kann (bei ansonsten entsprechender Ausgestaltung) die Reflektionsschicht, die an die FEP-Schicht angebunden ist, eine Aluminiumschicht sein.

DE 102007041 410 B4 offenbart eine Segelfolie für einen Solarsegler. Die Segelfolie verfügt auf der Vorderseite über eine außenliegende Titandioxidschicht, an welche eine Siliziumdioxidschicht sowie eine Aluminiumschicht anschließen. Die genannten drei Schichten sind auf eine T rägerfolie aufgedampft. Vorzugsweise sind die genannten drei Schichten jeweils auf beide Seiten der Trägerfolie aufgedampft. Die Trägerfolie besteht aus Polyimid oder einem anderen Polymer werkstoff. Möglich ist auch, dass die Aluminiumschicht selber die Trägerfolie bildet. Durch den gewählten Schichtaufbau soll das Reflektionsvermögen der Segelfolie erhöht werden, womit der Antriebseffekt durch den Strahlungsdruck der Sonne erhöht wird. Des Weiteren soll die Titandioxidschicht die äußere Oberfläche der Segelfolie besonders resistent gegen eine Degradation der thermo-optischen Eigenschaften machen und die Raumfahrttauglichkeit erhöhen. Die Titanoxydschicht wirkt hier auch als Antistatikbeschichtung.

Die nicht gattungsgemäßen Druckschriften WO 2012/135309 A2, WO 2019/133354 A1, US 2016/0152353 A1 und US 5,312,685 A betreffen nicht selbsttragende und (in dem auf einem Substrat appliziertem Zustand) nicht flexible Schutzfolien.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Raumfahrzeugmembran vorzuschlagen, die insbesondere hinsichtlich der Verarbeitung und/oder - der Widerstandsfähigkeit (bspw. gegen die Weltraumumgebung und in dieser vorhandenen atomaren Sauerstoff) und/oder der thermo-optischen Eigenschaften und/oder des Schutzes des Substrats vor UV-Strahlung und/oder der Dauerbeständigkeit (bspw. gegen atomaren Sauerstoff) und/oder - des Reflektionsverhaltens und/oder des Schutzes gegenüber kurzwelliger UV-Strahlung und/oder der lokalen elektrischen Isolation von elektrischen Komponenten und/oder der Vermeidung einer elektrostatischen Aufladung und/oder der Anhaftung eines Klebstoffes und/oder - des Herstellungsaufwandes und/oder der Verstärkung eines Randes oder einer Kante und/oder der Verbindung unterschiedlicher Folienstücke miteinander und/oder des Schichtaufbaus der Raumfahrzeugmembran und der Übernahme unterschiedlicher Funktionen durch die einzelnen Schichten und/oder - der verbesserten Verklebbarkeit durch Erhöhung der Adhäsion und/oder der Aufbringung von Rissstoppern und/oder der Aufbringen elektrischer Komponenten (Photovoltaik, Harness, Dioden usw.). der Verwendung als Sandwichmaterial im Verbund mit anderen Folien verbessert ist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, neue Anwendungsgebiete einer entsprechend verbesserten Raumfahrzeugmembran vorzuschlagen.

LOSUNG

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patent- ansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Raumfahrzeugmembran, welche für einen Satelliten oder ein anderes Raumfahrzeug bestimmt ist und mit diesem auf die Mission geschickt wird. Die Raumfahrzeug- membran ist selbsttragend und flexibel. Selbsttragend bedeutet hierbei, dass die Raumfahrzeug membran nicht entsprechend dem eingangs genannten Klebeband auf eine starre Struktur des Raumfahrzeugs aufgeklebt wird, sondern in einem Betriebszustand aufgespannt, entpackt, entfaltet, entrollt ist und lediglich in Teilbereichen, Rändern oder Ecken an benachbarte Bauelemente angebunden ist und an diesen gehalten ist. Hierbei ist die Raumfahrzeugmembran flexibel, so dass diese unterschiedliche Geometrien einnehmen kann, nämlich einen gepackten Zustand und einen entpackten Zustand. Um lediglich einige, die Erfindung nicht beschränkende Beispiele zu nennen, kann die erfindungsgemäße Raumfahrzeugmembran Bestandteil eines Solarsegels sein, mindestens eine Solarzelle tragen, als Widerstandssegel ausgebildet sein oder als Membranantenne ausgebildet sein. Herkömmliche Raumfahrzeugmembrane weisen ein Substrat aus einem Kunststoff wie beispiels weise Polyimid auf. Eine der Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis ist aber, dass herkömmliche Substrate von Raumfahrzeugmembranen von atomarem Sauerstoff, wie dieser in niedrigen Erdorbits vorhanden ist, stark angegriffen werden, womit die Lebensdauer der Raumfahrzeug membran verkürzt wird oder zusätzliche Maßnahmen zum Schutz des Substrates erforderlich sind.

Erfindungsgemäß wird erstmalig für die selbsttragende flexible Raumfahrzeugmembran ein Substrat aus einem "fluorierten Kunststoff' eingesetzt. Der Erfindung zugrundeliegende Unter suchungen haben gezeigt, dass das Substrat aus dem fluorierten Kunststoff eine höhere Beständigkeit bei einer Beaufschlagung mit atomarem Sauerstoff aufweist. Allerdings hätte ein Fachmann selbst bei einer Erkenntnis, dass der Einsatz eines Substrats aus einem fluorierten Kunststoff aus diesem Grunde vorteilhaft ist, den Einsatz eines derartigen Substrats für die vorliegende Raumfahrzeugmembran nicht in Erwägung gezogen. Grund hierfür ist, dass der Fachmann bei dem Versuch der Nutzung eines Substrats aus einem fluorierten Kunststoff festgestellt hätte, dass eine Verbindung des Substrats mit benachbarten Schichten oder Bauelementen (wie dies bspw. für die Gewährleistung von zusätzlichen Funktionen erforderlich ist, für eine Kantenverstärkung erforderlich ist oder für eine Verbindung mehrerer Folienbahnen oder zum Aufbringen elektrischer Komponenten bspw. der Photovoltaik erforderlich ist) nicht ohne Weiteres möglich ist. Vielmehr ist die technische Herausforderung, ein Substrat aus einem Fluorkunststoff mit einer weiteren Schicht oder Komponente zu verkleben, nur begrenzt gelöst worden. Ansätze sind hierbei chemische Ätzverfahren oder Plasmabehandlungen, um die Oberfläche des Substrats aus dem Fluorkunststoff aufzurauen und eine Anhaftung des Klebers zu ermöglichen. Diese für das Verkleben zusätzlich erforderlichen Verfahren sind aber aufwändig, erhöhen die Kosten und führen nur eingeschränkt zum Erfolg.

Andererseits ist möglich, dass die Verwendung eines Substrats aus fluoriertem Kunststoff eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen kurzwellige UV Strahlung (insbesondere Vakuum Ultra Violett Strahlung) gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird erstmals vorgeschlagen, dass die Raumfahrzeugmembran mindestens eine Siliziumoxydschicht aufweist, die vorzugsweise an einer oder beiden Seiten unmittelbar an das Substrat aus einem fluorierten Kunststoff angebunden ist. Die Siliziumoxydschicht kann dabei eine beliebige Dicke, beispielsweise eine Dicke von 10 nm bis 100 nm, aufweisen. Die Silizium oxydschicht kann zum einen dazu dienen, die Beständigkeit des Substrats hinsichtlich des atomaren Sauerstoffs zu erhöhen. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass die Siliziumoxyd- Schicht einen Schutz des Substrats und der Raumfahrzeugmembran hinsichtlich kurzwelliger UV- Strahlung gewährleistet. Alternativ oder kumulativ möglich ist des Weiteren, dass die Siliziumoxydschicht eine Art Haftvermittlung für weitere Schichten, Komponenten oder einen Kleber oder eine Art Klebeinterface bereitstellt. Die Siliziumoxydschicht kann dabei fest an das Substrat aus dem fluorierten Kunststoff angebunden sein. Die dem Substrat abgewandte Außenseite der Siliziumoxydschicht kann dann dem Befestigen oder Ankleben weiterer Schichten oder Komponenten dienen. Für den fluorierten Kunststoff, aus welchem das Substrat besteht, gibt es die folgenden

Möglichkeiten: a) Der fluorierte Kunststoff kann ein Fluorpolymer-Polymer auf Basis von Fluorcarbonen mit mehrfachen Kohlenstoff-Fluor-Bindungen sein. Dabei kann ein Großteil des Wasserstoffs mit Fluor ersetzt sein, was zu einer hohen chemischen und thermischen Stabilität führt.

Man kann dann auch von einer Fluorierung oder einem fluorierten Kunststoff sprechen, bei dem allerdings nicht sämtliche organischen Verbindungen durch Fluor ersetzt werden müssen. b) Der fluorierte Kunststoff kann ein Thermoplast oder kein Thermoplast sein. c) Möglich ist, dass der fluorierte Kunststoff PTFE (Polytetrafluorethylen) ist, womit eine sehr hohe chemische und thermische Stabilität gewährleistet werden kann. d) Möglich ist, dass ein FEP (Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer) Einsatz findet. e) Als Weiterentwicklung eines PTFE kann beispielsweise auch ein vollständig fluorierter Kunststoff Einsatz finden. f) Möglich ist der Einsatz eines PFA (Perfluoralkoxy-Polymer). g) Möglich ist der Einsatz eines Gemisches aus verschiedenen Fluormonomeren. h) Eingesetzt werden kann ein Mix aus Fluorpolymeren, insbesondere THV (Terpolymer aus Tetrafluorethylene, Hexafluoropropylene und Vinylidene Fluoride). i) Eingesetzt werden können auch weitere, nicht vollständig fluorierte Kunststoffe wie insbesondere ETFE (Ethyl-Tetrafluorethyl-Copolymer), ECTFE (Ethylen Chlor Tri Fluor Ethylen) oder PVDF (Polyvinylidenfluorid).

Steht die Widerstandsfähigkeit gegen atomaren Sauerstoff und die Verwendung bei hohen

Temperaturen im Vordergrund, sind in einigen Fällen reine Fluorpolymere vorteilhaft. In diesem Fall kann dann durch eine Vermischung oder Schichtung mit anderen Kunststoffen eine

Anpassung der Eigenschaften erfolgen. Hier erfolgt insbesondere eine Anpassung an eine

Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, an eine Senkung des Schmelzpunktes und/oder eine Beeinflussung der Viskosität für die industrielle Verarbeitung. Vorzugsweise ist der fluorierte Kunststoff transparent, so dass dieser vollständig durchsichtig oder zumindest durchscheinend ist. Die mit dem Substrat gebildete Raumfahrzeugmembran kann dann transparent oder nicht transparent sein, so dass die zusätzlichen Schichten dann transparent oder nicht transparent sind. Die Erfindung umfasst Ausführungsformen, bei welchen die Raumfahrzeugmembran ausschließ lich aus dem Substrat aus dem fluorierten Kunststoff und einer Siliziumoxydschicht auf mindestens einer Seite des Substrats besteht. Möglich ist aber auch, dass zwischen dem Substrat und der Siliziumoxydschicht mindestens eine weitere Schicht angeordnet ist und/oder auf der dem Substrat abgewandten Seite der Siliziumoxydschicht mindestens eine weitere Schicht angeordnet ist. Für einen Vorschlag der Erfindung ist das Substrat auf mindestens einer Seite mit einer ITO-Schicht und/oder einer Titanoxydschicht beschichtet. Hierbei bezeichnet ITO ein Indiumzinnoxid, also ein halb-leitendes, im sichtbaren Licht weitgehend transparentes Material. Eine derartige Schicht kann eine beliebige Dicke, beispielsweise im Bereich von 10 nm bis 100 nm, aufweisen. Eine derartige Schicht kann als Antistatikbeschichtung dienen. Alternativ oder kumulativ kann eine derartige Schicht auch als Klebeinterface dienen. Hierbei kann für einen Vorschlag der Erfindung eine Siliziumoxydschicht unmittelbar zwischen einerseits dem Substrat und andererseits der ITO-Schicht oder der Titanoxydschicht angeordnet sein.

Für den Fall, dass die erfindungsgemäße Raumfahrzeugmembran Strahlung reflektieren soll, kann das Substrat auf mindestens einer Seite mit einer Aluminium- und/oder Silberschicht beschichtet sein. Hierbei kann die Aluminium- oder Silberschicht eine Außenseite der Raumfahr zeugmembran bilden. Möglich ist aber auch, dass die Aluminium- oder Silberschicht von mindestens einer dann transparenten Schicht abgedeckt ist, so dass die Strahlung zunächst durch diese abdeckende mindestens eine transparente Schicht hindurchtritt, bevor diese von der Aluminium- oder Silberschicht reflektiert wird. Die vorgenannte Siliziumoxydschicht, die ITO-Schicht und/oder die Titanoxydschicht können/kann wie erläutert zur Ausbildung eines Klebeinterfaces genutzt werden. U. U. ist in diesem Fall der Einsatz eines herkömmlichen Acryl- oder Silikonklebstoffes möglich, der an dem bereitgestellten Klebeinterface anhaftet. Der Einsatz eines derartigen Acryl- oder Silikon klebstoffes wäre für die unmittelbare Applikation desselben auf das Substrat aus dem fluorierten Kunststoff nicht ohne Weiteres möglich. Die Raumfahrzeugmembran kann als beliebige flächige, beispielsweise rechteckige, dreieckige oder anderweitig geformte Bahn ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die Raumfahrzeug membran in einen gepackten Zustand überführt werden. Hierbei ist die Raumfahrzeugmembran in dem gepackten Zustand vorzugsweise gerollt und/oder gefaltet. Hinsichtlich der Möglichkeiten für ein Packen mit einem überlagerten Rollen und Falten wird beispielsweise auf die Druckschrift DE 10 2017 101 178 A1 verwiesen. Auch DE 10 2016 101 430 B4 offenbart eine gepackte Raumfahrzeugmembran mit einer geeigneten Vorrichtung zum Entpacken der Raumfahrzeug membran. Bei dem Packen müssen sämtliche Schichten der Raumfahrzeugmembran gerollt und/oder gefaltet werden, wobei das Rollen oder Falten die mechanische Integrität der Raum- fahrzeugmembran nicht beeinträchtigen darf. Sind an der Raumfahrzeugmembran starre Elemente gehalten wie beispielsweise starre Photovoltaikzellen, können diese im Bereich nicht gefalteter Teilbereiche der Raumfahrzeugmembran zwischen Falten derselben angeordnet sein.

Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung verfügt die Raumfahrzeugmembran über mindestens ein angeklebtes Rissfortschrittsbehinderungselement. Hierbei ist das Rissfortschritts- behinderungselement als aufgeklebtes Flächenelement oder aufgeklebter Streifen ausgebildet oder weist eine beliebige andere flächige Erstreckung auf. Das Rissfortschrittsbehinderungs element kann dabei an das von einer der genannten Schichten bereitgestellte Klebeinterface angeklebt werden, also beispielsweise an die ITO-Schicht oder die Siliziumoxydschicht. Das Rissfortschrittsbehinderungselement ist dabei vorzugsweise in einem Bereich der Raumfahrzeugmembran angeordnet, in welchem die Raumfahrzeugmembran maximal beansprucht ist. Streifenförmige Rissfortschrittsbehinderungselemente können auch in gleich mäßigen oder ungleichmäßigen Abständen oder gitterförmig entlang einer Außenfläche der Raumfahrzeugmembran verlaufen. Die Rissfortschrittsbehinderungselemente können aus einem beliebigen Folienmaterial (einschichtig, mehrschichtig) hergestellt sein, bspw. ein beliebiger Kunststoff oder eines der in der vorliegenden Anmeldung genannten Materialien.

Die erfindungsgemäße Raumfahrzeugmembran kann für unterschiedliche Einsatzzwecke verwendet werden: a) Möglich ist, dass die Raumfahrzeugmembran, wie diese zuvor erläutert worden ist, für ein Photovoltaik-Raumfahrtmodul genutzt wird. In diesem Fall ist an die Raumfahrzeug membran (mindestens) ein Photovoltaik-Element, beispielsweise eine starre oder flexible Photovoltaikzelle oder Photovoltaikmembran, angeklebt. Grundsätzlich kann in diesem Fall eine Raumfahrzeugmembran in beliebiger Ausgestaltung, wie diese oben be schrieben worden sind, eingesetzt werden. Vorzugsweise findet eine Raumfahrzeug membran Einsatz, bei der ein Querschnitt oder eine Seite der Raumfahrzeugmembran eine Siliziumoxydschicht aufweist, an die das Photovoltaik-Element sowie weitere elektrische Komponenten wie Leiterbahnen (Harness) und Dioden angeklebt sind. Des

Weiteren verfügt der Querschnitt der Raumfahrzeugmembran über ein Substrat aus FEP. Hieran schließt eine Siliziumoxydschicht an. Auf der Photovoltaik abgewandten Seite ist ein Beschichtungssystem aus einerseits Siliziumoxyd und andererseits ITO oder Titanoxydschicht vorgesehen. Bei den genannten Schichten kann es sich um sämtliche Schichten handeln oder es können weitere Schichten zwischen den genannten Schichten angeordnet sein oder diese von außen abdecken. Vorzugsweise besteht der Querschnitt der Raumfahrzeugmembran ausschließlich aus den genannten Schichten, wobei diese dann unmittelbar aneinander anschließen in der Reihenfolge, in der diese zuvor genannt worden sind. Eine derartige Raumfahrzeugmembran kann aus einer einzigen Folienbahn bestehen.

Möglich ist aber auch, dass die Raumfahrzeugmembran mehrere Folienbahnen aufweist, die jeweils als Raumfahrzeugmembran entsprechend obigen Ausführungen ausgebildet sind. In diesem Fall sind die einzelnen Raumfahrzeugmembrane bzw. Folienbahnen an ihren Rändern miteinander verklebt. b) Möglich ist auch, dass die Raumfahrzeugmembran als Widerstandssegel eingesetzt wird.

In diesem Fall weist in Querschnitt der Raumfahrzeugmembran eine Siliziumoxydschicht, ein Substrat aus einem Fluorpolymer oder FEP, eine Siliziumoxydschicht und eine ITO- Schicht oder eine Titanoxydschicht auf einer der Außenseiten einer Siliziumoxydschicht oder jeweils eine ITO-Schicht oder eine Titanoxydschicht auf beiden Außenseiten der Siliziumoxydschichten auf (also Schichtaufbau ITO/Si02/FEP/SiO2/ITO oder

Ti03/Si02/FEP/Ti03/Si02). Bei den genannten Schichten kann es sich um sämtliche Schichten handeln oder es können weitere Schichten zwischen den genannten Schichten angeordnet sein oder diese von außen abdecken. Vorzugsweise besteht der Querschnitt der Raumfahrzeugmembran ausschließlich aus den genannten Schichten, wobei diese dann unmittelbar aneinander anschließen in der Reihenfolge, in der diese zuvor genannt worden sind. Ein derartiges Widerstandssegel kann aus einer einzigen Folienbahn bestehen. Möglich ist aber auch, dass ein Widerstandssegel mehrere Folienbahnen aufweist, die jeweils als Raumfahrzeugmembran entsprechend obigen Ausführungen ausgebildet sind. In diesem Fall sind die einzelnen Raumfahrzeugmembrane bzw. Folienbahnen an ihren Rändern miteinander verklebt. Dabei wirkt die ITO-Schicht und/oder die Titanoxydschicht im

Bereich der Überlappungen der Folienbahnen als Klebeinterface zwischen den mitein ander verbundenen Folienbahnen. Durch Einsatz eines derartigen Klebeinterfaces kann ein beliebiger Kleber, insbesondere ein herkömmlicher, acrylbasierter oder silikon basierter Transferkleber, verwendet werden. Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung wird alternativ oder kumulativ vorgeschlagen, dass das Widerstandssegel eine Folienbahn aufweist, die im Bereich eines Randes eine verklebte Verstärkung aufweist. Die verklebte Verstärkung kann beispielsweise zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Widerstandssegels dienen. Möglich ist auch, dass im Bereich des Randes und der Verstärkung eine Befestigung des Widerstands- segels an einem benachbarten Bauelement erfolgt, so dass die Verstärkung zu einer guten Krafteinleitung und zur Applikation der Halte- und/oder Führungskräfte des Widerstandssegels dienen kann. Erfindungsgemäß bildet die mindestens eine ITO- Schicht oder die Titanoxydschicht ein Klebeinterface für die Verstärkung. Im Bereich des Klebeinterfaces kann dann beispielsweise zur Bildung der Verstärkung ein Umklappen der Folienbahn erfolgen, so dass dann die Verstärkung von der Verdopplung der Dicke gebildet ist. Das Klebeinterface dient dann zum Verkleben der unterschiedlichen umgefalteten Lagen der Folienbahn miteinander. Möglich ist aber auch, dass das Klebeinterface zur Befestigung einer zusätzlichen Verstärkung aus einem anderen Material, einer anderen Folienbahn, einer Versteifung o. ä. dient. c) Ein weiterer Anwendungsfall für die erfindungsgemäße Raumfahrzeugmembran ist eine reflektierende Membranantenne, eine Reflektorantenne oder ein reflektierendes Solarsegel. In diesem Fall kann der Querschnitt der Raumfahrzeugmembran eine Siliziumoxydschicht, ein Substrat aus FEP, eine Siliziumoxydschicht und eine Aluminiumschicht auf einer Außenseite einer Siliziumoxydschicht oder jeweils eine Aluminiumschicht auf den Außenseiten der Siliziumoxydschichten aufweisen. Bei den genannten Schichten kann es sich um sämtliche Schichten handeln oder es können weitere Schichten zwischen den genannten Schichten angeordnet sein oder diese von außen abdecken. Vorzugsweise besteht der Querschnitt der Raumfahrzeugmembran ausschließlich aus den genannten Schichten, wobei diese dann unmittelbar aneinander anschließen in der Reihenfolge, in der diese zuvor genannt worden sind.

Alternativ möglich ist, dass in einer reflektierenden Membranantenne oder einem reflektierenden Solarsegel ein Querschnitt der Raumfahrzeugmembran eine Aluminium schicht, ein Substrat aus FEP, eine Aluminiumschicht und eine Siliziumoxydschicht oder Titanoxydschicht auf einer Außenseite einer Aluminiumschicht oder jeweils eine Siliziumoxydschicht oder Titanoxydschicht auf den Außenseiten der Aluminiumschichten aufweist. Bei den genannten Schichten kann es sich um sämtliche Schichten handeln oder es können weitere Schichten zwischen den genannten Schichten angeordnet sein oder diese von außen abdecken. Vorzugsweise besteht der Querschnitt der Raumfahrzeug membran ausschließlich aus den genannten Schichten, wobei diese dann unmittelbar aneinander anschließen in der Reihenfolge, in der diese zuvor genannt worden sind. d) Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist die Verwendung einer Raumfahrzeugmembran, wie diese zuvor beschrieben worden ist, als Träger membran für Photovoltaik-Elemente, als Widerstandssegel, als Membranantenne oder als Solarsegel.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Be schreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.

Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmel- dungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombina tion von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehun gen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausfüh rungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweili ge Erzeugnis besteht. Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Um fangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungs- beispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Aufbau oder Querschnitt einer Raumfahrzeug membran, bei der es sich vorzugsweise um ein Photovoltaik-Raumfahrtmodul handelt.

Fig.2 zeigt stark schematisiert einen Aufbau oder Querschnitt einer Raumfahrzeug membran, bei der es sich vorzugsweise um ein Widerstandssegel handelt. Fig.3 zeigt stark schematisiert einen Aufbau oder Querschnitt einer Raumfahrzeug membran für eine erste Ausführungsform eines Reflektors für eine Membran antenne oder ein Solarsegel.

Fig. 4 zeigt stark schematisiert einen Aufbau oder Querschnitt einer Raumfahrzeug membran für eine zweite Ausführungsform eines Reflektors für eine Membran antenne oder ein Solarsegel.

FIGURENBESCHREIBUNG

Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen schichtweisen Aufbau eines Photovoltaik-Raumfahrtmoduls 1 mit einer Raumfahrzeugmembran 2. Das Photovoltaik-Raumfahrtmodul 1 weist ein Photo- voltaik-Element 3 auf, welches eine Photovoltaikzelle sein kann und starr ausgebildet sein kann oder als flexible Photovoltaikmembran ausgebildet ist und ggf. weitere für die Funktion wichtige Komponenten wie z.B. elektrische Kontaktierung (Harness) und/oder Dioden aufweisen kann.

Vorzugsweise sind mehrere derartige Photovoltaik-Elemente 3 regelmäßig oder unregelmäßig über die Raumfahrzeugmembran 2 verteilt. Das Photovoltaik-Element 3 ist über eine Klebe- Schicht 4, vorzugsweise aus einem Acryl- oder Silikonkleber, mit der Raumfahrzeugmembran 2 verklebt.

Die Raumfahrzeugmembran 2 verfügt über ein Substrat 5, welches auch als Trägerschicht ausgebildet sein kann. Das Substrat 5 besteht aus fluoriertem Kunststoff, wobei sämtliche oben aufgelisteten fluorierten Kunststoffe Einsatz finden können. Auf beiden Seiten des Substrats 5 ist an dieses jeweils eine Siliziumoxydschicht 6, 7 angebunden. Die Siliziumoxydschicht 6, die auf der dem Photovoltaik-Element 3 zugewandten Seite des Substrats 5 angeordnet ist, bildet ein Klebeinterface 8 aus, welches die Anhaftung der Klebeschicht 4 ermöglicht oder verbessert. Auf der dem Photovoltaik-Element 3 abgewandten Seite des Substrats 5 ist an der Außenseite der Siliziumoxydschicht 7 eine ITO-Schicht 9 angebunden. Möglich ist, dass das Photovoltaik- Raumfahrtmodul 1 aus mehreren Folienbahnen 10a, 10b, 10c, ... zusammengesetzt ist, die an ihren Rändern miteinander verklebt sind. Hierbei kann die ITO-Schicht 9 als Klebeinterface 11 dienen, um die Verklebung der überlappenden Ränder zu ermöglichen. Die Siliziumoxydschicht 6, 7 kann einen UV-Schutz gewährleisten, während die ITO-Schicht 9 eine Antistatikbeschichtung bereitstellen kann. Möglich ist, dass anstelle der ITO-Schicht 9 eine Titanoxydschicht verwendet wird.

Fig. 2 zeigt schematisch den schichtweisen Aufbau eines Widerstandssegels 12. Hier ist beidseitig an das Substrat 5, insbesondere aus FEP oder Fluorpolymer, eine Siliziumoxydschicht 6, 7 angebunden. Hieran schließt jeweils eine ITO-Schicht 9, 13 an. Auch hier können mehrere

Folienbahnen 10a, 10b, 10c, ... miteinander verbunden werden. In diesem Fall können die Außenseiten der ITO-Schichten 9, 13 im Bereich der Überlappungen ein Klebeinterface 11 bilden. Möglich ist auch, dass die Folienbahnen 10 im Bereich ihrer Ränder oder einer Kante verstärkt sind. Diese Verstärkung kann in einer Umfaltung des Randes bestehen, wobei dann die umgefalteten Folienbereiche miteinander verklebt werden. In diesem Fall können die umgefalteten, einander zugewandten Außenseiten der ITO-Schicht 9 oder der ITO-Schicht 13 jeweils ein Klebeinterface bilden, welches die Verklebung ermöglicht. Möglich ist aber auch, dass der Rand mit einer separaten Verstärkung verklebt ist. Möglich ist, dass anstelle der ITO-Schicht 9,13 eine Titanoxydschicht verwendet wird. Fig. 3 zeigt den Einsatz der Raumfahrzeugmembran 2 für eine Membranantenne 14 oder einen Reflektor derselben oder ein Solarsegel 15. Für das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel schließt an das Substrat 5, welches vorzugsweise aus einer FEP-Folie oder Fluorpolymer-Folie besteht, jeweils eine Siliziumoxydschicht 6, 7 an. Die Siliziumoxydschichten 6, 7 sind auf ihrer Außenseite mit einer Aluminiumschicht 16, 17 beschichtet. Hierbei gewährleisten die Aluminium- schichten 16, 17 die erforderliche Reflektion. Andererseits kann mittels der Siliziumoxydschichten 6, 7 die UV-Beständigkeit gewährleistet werden, womit die Langzeitstabilität gewährleistet werden kann.

Fig. 4 zeigt ebenfalls eine Membranantenne 14 oder ein Solarsegel 15, bei der oder dem die thermo-optischen Eigenschaften durch eine Oxydbeschichtung auf der Außenseite angepasst sind. Hier schließen unmittelbar an das Substrat 5, insbesondere aus FEP oder Fluorpolymer, die Aluminiumschichten 16, 17 an. Die Aluminiumschichten 16, 17 sind außen jeweils durch Silizium oxydschichten 6, 7 beschichtet. Alternativ können die Aluminiumschichten 16, 17 auf ihren Außenseiten mit einer Titanoxydschicht 18, 19 beschichtet sein. Die außenliegende Oxydschicht 6, 7 bzw. 18, 19 kann das Abstrahlungsverhalten im infraroten Bereich verbessern. Gleichzeitig kann mittels der innenliegenden Aluminiumschicht 16, 17 ein gutes Reflektionsverhalten gewährleistet werden. Für die dargestellten Ausführungsbeispiele war das Substrat aus dem fluorierten Kunststoff einschichtig ausgebildet. Durchaus möglich ist aber auch, dass das Substrat 5 aus mehreren laminierten Schichten besteht, die aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien oder fluorierten Kunststoffen bestehen. Vorzugsweise dienen dann die einzelnen Schichten der Bereitstellung unterschiedlicher angestrebter Eigenschaften.

Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele können ausschließlich die darge stellten und benannten Schichten aufweisen. Möglich ist durchaus, dass die Raumfahrzeug membran zusätzliche Elemente wie Versteifungselemente, elektrische Leitungen, Ösen, Ent faltungs-Sicherheitselemente, Verpackungselemente, elektrische Komponenten, Verstärkungen, Zwischenschichten oder mindestens eine weitere Außenschicht aufweisen.

Findet eine transparente, nicht reflektierende Raumfahrzeugmembran unter Einsatz des fluorierten Kunststoffs Einsatz, kann hierdurch die Lichtverschmutzung am Nachthimmel reduzierten werden. Die Reflektionen reflektierender Raumfahrzeugmembranen, insbesondere mit einer Beschichtung aus Aluminium, sind am Nachthimmel gut sichtbar und insbesondere in Bezug auf den Start großer Konstellationen mit hunderten Satelliten ein Problem u. a. für die Astronomie.

Die hierangesprochenen Dicken der Schichten können gleich oder unterschiedlich sein. Vorzugs weise finden Schichten mit einer Schichtdicke von 10 nm bis 100 nm, vorzugsweise 20 nm bis 80 nm oder 30 nm bis 70 nm, Einsatz. Vorzugsweise erfolgt ein Verkleben der Raumfahrzeugmembran 2 mit Komponenten wie dem Photovoltaik-Element, randseitigen Verstärkungen, benachbarten Folienbahnen oder ander weitigen Bauelementen mittels einer Klebeschicht 4 aus einem Acrylkleber oder Silikonkleber. Beispielsweise kann das Substrat 5 eine innere Polyimid-Folie aufweisen, die die mechanische Festigkeit des Substrats 5 gewährleisten soll. Auf die Polyimid-Folie kann dann auf mindestens einer Außenseite eine Schicht aus einem fluorierten Kunststoff aufgebracht sein. Diese kann beispielsweise aufgedampft werden. Möglich ist auch, dass ein thermoplastischer fluorierter Kunststoff verwendet wird, der dann unter hoher Temperatur auf die innenliegende Polyimid-Folie aufgepresst wird und die erforderliche Verbindung eingeht. Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen mit einem Schichtsystem, bei dem eine Reflektorschicht (Aluminium oder Silber) mit Si02 und ITO kombiniert wird und diese Reflektorschicht auf dem Substrat 5 aus einem Fluorpolymer angeordnet ist, ggf. mit weiteren Schichten auf dieser oder der anderen Seite des Substrats 5. Eine derartige Raum- fahrzeugmembran kann dann Anwendung finden bspw. für Reflektorantennen und Solar Sails.

Ebenfalls möglich ist ein Schichtaufbau Aluminium/Fluorpolymer/Si02/ITO, wobei auch Aluminium durch Silber ersetzt werden kann, wobei dieser Schichtaufbau vorzugsweise für einen Rückflächenspiegel verwendet werden kann.

BEZUGSZEICHENLISTE Photovoltaik-Raumfahrtmodul Raumfahrzeugmembran Photovoltaik-Element Klebeschicht Substrat Siliziumoxydschicht Siliziumoxydschicht Klebeinterface ITO-Schicht Folienbahn Klebeinterface Widerstandssegel ITO-Schicht Membranantenne Solarsegel Aluminiumschicht Aluminiumschicht Titanoxydschicht Titanoxydschicht