A CSIC csapata a Nanostine spin-offal és az ESA támogatásával arany‑ és ezüstnanorészecskés bevonatot fejlesztett, amely fékezi a műholdak kommunikációs rendszereit károsító multipaktorjelenséget.
A multipaktor-hatás immár több mint 40 éve szerepel az Európai Űrügynökség (ESA) kockázati tényezői között. Elektronok lavinájáról van szó, amely vákuumban keletkezik olyan elemek belsejében, mint az antennák vagy a hullámvezetők, és visszafordíthatatlan károkat okozhat a berendezésben.
HIRDETÉS
HIRDETÉS
Évtizedeken át az alapmegoldás az volt, hogy ezeket az alkatrészeket Alodine-nal, egy króm alapú vegyülettel vonták be, amely hatékony védelmet nyújt, ugyanakkor ártalmas azok egészségére, akik dolgoznak vele, és a környezetre is. Az európai hatóságok régóta szorgalmazzák a használatának betiltását, de mindeddig egyetlen javasolt alternatíva sem tudta felvenni vele a versenyt műszaki teljesítményben.
Lidia Martínez, a CSIC kutatója, a madridi Anyagtudományi Intézetben (forrás: spanyol) (ICMM), elmondja, hogy az ágazatnak olyan helyettesítőre volt szüksége, amely kevés másodlagos elektront bocsát ki, mivel éppen ezek indítják be a láncreakciót.
A korábbi próbálkozások többsége a felület mikrométeres skálán történő módosítására összpontosított, ám nem hozta meg azt a teljesítményugrást, amelyet az űripar megkövetel.
Ebben az esetben nemcsak az anyag, hanem a méret is számít
Az ICMM csapata úgy döntött, hogy megváltoztatja a léptéket. Mikrométeres struktúrák helyett nanométeres szintű, érdes felületet alakítottak ki, vagyis a méter milliomod részének nagyságrendjébe eső részletekkel. Ennek érdekében 4–8 nanométer közötti arany- és ezüst-nanorészecskéket állítottak elő egy ultranagy vákuumon alapuló, gázaggregációs forrásnak nevezett technikával, amely lehetővé teszi az anyagok lerakását oldószerek és maradékanyagok nélkül.
Az eredmény kémiailag tiszta, porózus, fémes bevonatok sora, amelyek az ESA által akkreditált laboratóriumokban végzett tesztek szerint mintegy 30 százalékkal csökkentik a másodlagos elektronok kibocsátását az Alodine-hoz képest.
Emellett az úgynevezett vágási energia, vagyis az a küszöbérték, amelytől kezdve az anyag több elektront termel, mint amennyit kap, egyes konfigurációkban akár 300 százalékkal javul.
A kutatók a bevonatokat hat hónapos öregedési vizsgálatoknak, valamint 150 ºC-os hőkezeléseknek is alávetették, amelyek hasonlóak ahhoz a terheléshez, amelyet a Napnak kitett műholdak szenvednek el, és megállapították, hogy bár a teljesítmény az idő múlásával valamelyest csökken, még így is jobb, mint a frissen felvitt Alodine-é.
A szabadalomtól az űrig: egy út, amelynek még nincs vége
A technológiára már benyújtották a CSIC és a Nanostine közös európai szabadalmi bejelentését (forrás: spanyol), amelyet 2025 júliusában terjesztettek az Európai Szabadalmi Hivatal elé, és jelenleg vizsgálati szakaszban van.
A Nanostine, a CSIC-ből létrejött spin-off vállalat felel majd a bevonat kereskedelmi hasznosításáért, elsősorban az űripar számára. A fejlesztés a Madridi Autonóm Közösség Ipari Doktori Programjának finanszírozását, valamint az ESA Business Innovation Center támogatását is élvezte, amelyet Madridban a Madri+d Alapítvány koordinál.
A kedvező eredmények ellenére Martínez óvatos az időkeretekkel kapcsolatban: egy új bevonat eljuttatása a tényleges űrbeli alkalmazásig általában nagyjából egy évtizednyi hitelesítési folyamatot igényel.
A kutató szerint az ESA elégedetten fogadta a bemutatott megoldást, ugyanakkor hangsúlyozza, hogy a projektnek még több szakaszon kell túljutnia, mielőtt ezek az anyagok egy műhold fedélzetén repülhetnek.