Von Tokyo über die Jade Hochschule in den Weltraum
Japanische Studentin entwickelt selbstheilende Elektronik für die Raumfahrt
Akane Umeda denkt groß. Die Japanerin studiert Mechatronik an der renommierten Tokyoer Waseda University. In ihrem Masterprojekt untersucht sie die Möglichkeiten der Selbstheilung von elektrischen Leiterbahnen nach einem Bruch. Eine Technologie, die für die nachhaltige Nutzung etwa in „Skin-like“-Elektronik, (Systemen, die die Eigenschaften der menschlichen Haut nachahmen) oder „Wearable“-Elektronik (am Körper getragener Systeme zur Unterstützung im Alltag) entscheidend sein kann. Den Einsatzort ihrer Technologie sieht Umeda allerdings in ganz anderen Bereichen.
Entwicklung eines Technologiedemonstrators zur Heilung von Mikrorissen
Umeda sieht einen ganz speziellen Markt für ihre Technologie: bemannte Raumfahrten und Langzeitmissionen im Weltall.
„Missionskritische Elektronik befindet sich zum Teil für Jahrzehnte in der harschen Umwelt des Weltalls. Methoden zur Regeneration elektronischer Komponenten sind ein Baustein für langfristig sichere und kosteneffiziente Erforschung und Nutzung unseres Planetensystems.“
Akane Umeda, Mechatronik-Studentin Waseda University, Japan
Um die Nutzung der Technologie im Weltall vorzubereiten, schrieb sich die Studentin zusammen mit ihrem Kollegen Nakai Kosuke von der Kyoto University für ein Semester an der Jade Hochschule ein.
Im Vordergrund ihrer Zeit im Fachbereich Ingenieurwissenschaften stand die Entwicklung eines Technologiedemonstrators mit der Möglichkeit, die Effizienz der mikroskopischen Prozesse zu untersuchen. Die japanische Studentin lernte dabei die Arbeitsumgebung und die Ausstattung der Labore am Campus sehr zu schätzen: „Die Möglichkeiten am Fachbereich Ingenieurwissenschaften zur Fertigung von Mikrostrukturen, für die mechanische Integration und zur optischen Analyse sind top.“
Probe aufs Exempel: der Test in der Schwerelosigkeit
Mit einer Förderung durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, die durch Prof. Dr. Stefan Gaßmann und Prof. Dr. Philip Born vom Labor für Technische Optik und Mikrofluidik zusammen mit den betreuenden Professoren in Tokyo und Kyoto, Prof. Eiji Iwase und Prof. Masato Adachi, eingeworben wurde, ging es dann auch zeitnah zum Test der Technologie ins Weltall. Zumindest so nahe wie man dem Weltall hier in der Region eben kommen kann: In nur zwei Monaten wurde ein Experiment realisiert, mit dem das Zusammenwachsen von Mikrorissen in elektrischen Leiterbahnen unter hochfrequenten Spannungen in Schwerelosigkeit am ZARM-Fallturm in Bremen untersucht werden konnte.
Gleich im ersten Flug in der Schwerelosigkeit des Fallturms gelang der Nachweis: Die Technik funktioniert, in Schwerelosigkeit können mit Umedas Ansatz Mikrorisse überbrückt und geheilt werden.
„Mit dem Projekt haben wir zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen: In Zusammenarbeit mit den Kollegen aus Japan haben wir die Technologie auf den nächsthöheren Reifegrad gehoben und uns damit neue Fördermöglichkeiten zum Bau von Prototypen geschaffen. Und wir haben jetzt eine schöne Experimentieranlage für das Labor, an der Studierende in Wilhelmshaven studieren und forschen können.“
Der ZARM Fallturm (Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation) in Bremen ist eine wissenschaftliche Einrichtung, die von der Universität Bremen betrieben wird. Er dient der Forschung unter Bedingungen der Mikrogravitation, also einer Umgebung nahezu ohne Schwerkraft, die ähnlich dem Zustand in der Schwerelosigkeit im Weltall ist.
