Werkstoffe und Prozesse
Auch bekannt als Materials, M&P, Materials engineering, Hard anodizing, Outgassing
Aluminiumlegierungen, Spannungsrisskorrosion (ECSS), Harteloxal, Lötstellen-Ermüdung und Ausgasung.
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- SQ-EN-001
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Warum der Maßstab die Werkstofffragen verändert
Die meisten PocketQube-Teams konstruieren mit kommerziellen terrestrischen Bauteilen und übernehmen ihre Werkstoffregeln aus drei Quellen: der CubeSat Design Specification für Schienen, Beschichtungen und Ausgasung, den im PocketQube-Standard zitierten -Normen sowie Entwurfsregeln für die passive magnetische Lageregelung, die ursprünglich für 1U–3U-CubeSats entwickelt wurden[1]. Jede dieser Quellen entstand für eine andere Baugröße. Da Oberfläche, Volumen, Trägheitsmoment, Wärmekapazität und magnetische Nahfelder mit unterschiedlichen Potenzen der charakteristischen Länge skalieren, kann eine für einen CubeSat konservative Regel bei einem PocketQube unzureichend, gegenstandslos oder unnötig restriktiv sein.
Zwischen einem 1P und einem 1U teilt geometrische Ähnlichkeit Masse und Volumen durch 8, Oberfläche und gehäusemontierte Solarleistung durch 4 sowie das Trägheitsmoment durch 32. Die Standards wahren diese geometrische Ähnlichkeit jedoch nicht: An ihren jeweiligen Massengrenzen besitzt ein 1P lediglich 4,7 % des Trägheitsmoments eines 1,33 kg schweren 1U, seine Flächenmasse beträgt das 0,75-Fache, und das Magnetfeld eines Dipols gegebenen Moments ist an seinen Innenwänden achtmal stärker[1].
Die maßgeblichen Klauseln
Der PocketQube-Standard (Issue 1) enthält eine kurze Liste von Anforderungen mit unmittelbaren Konsequenzen für die Werkstoffwahl[2]:
| Klausel | Inhalt (gekürzt) | Konsequenz |
|---|---|---|
| PQ-Gen-02 | Keine Pyrotechnik | Auslösung über Thermomesser oder Formgedächtnisaktoren; Schneidfäden müssen Ausgasungsgrenzwerte einhalten |
| PQ-Gen-03 | Keine toxischen, entflammbaren oder gefährlichen Stoffe; Li-Ionen-Zellen ausgenommen, sofern thermisches Durchgehen verhindert wird | Magnesium, Beryllium und einige Polymere erfordern Rücksprache mit dem Startanbieter; Batterieschutz und Prüfnachweise erforderlich |
| PQ-Gen-04 | Ausgasung TML ≤ 1,0 %, CVCM ≤ 0,1 % „gemäß ECSS-Q-70-02C“ | ECSS prüft tatsächlich auf RML (bereinigter Massenverlust) statt TML |
| PQ-Mech-01–07 | Gehäuse 50,0 ± 0,1 mm; Grundplatte 58,0 × 64,0 × 1,6 mm; 2 mm geklemmte Randstreifen | Schichtwachstum und Ebenheit zehren das Toleranzfeld auf; Kanten unterliegen Reibkorrosion (Fretting) |
| PQ-Mass-01–04 | 250/500/750 g; Schwerpunkt innerhalb von 1 cm | Dichte bestimmt das Massenbudget; Schwerpunktsversatz legt das aerodynamische Störmoment fest |
| PQ-Mat-02 | Empfohlen: FR-4 sowie Al 7075, 6061, 6065, 6082 gemäß ECSS-Q-ST-70-36C | Kein Wärmebehandlungszustand spezifiziert, obwohl 7075-T6 eine geringe Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit aufweist |
| PQ-Mat-03 | Harteloxieren metallischer Teile mit Kontakt zum Deployer | Schichtdicke, Legierungsverhalten, Ermüdungsverlust und elektrische Isolation |
| PQ-Mat-04 | Andere Werkstoffe erfordern Rücksprache mit dem Startanbieter | Magnesium, Titan, Stähle, additiv gefertigte Metalle und die meisten Polymere |
Die CubeSat Design Specification führt die Aluminiumlegierungen 7075, 6061, 6082, 5005 und 5052 für CubeSat-Strukturen auf und schreibt harteloxierte Schienen vor[3].
Legierungen und Spannungsrisskorrosion
| Werkstoff | Dichte (g/cm³) | E (GPa) | Streckgrenze (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | α (ppm/K) | k (W/(m·K)) | SRK-Beständigkeit (ECSS-Q-ST-70-36C) | PocketQube-Klausel |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Al 6061-T6 | 2,70 | 68,9 | 276 | 310 | 23,6 | 167 | Hohe Beständigkeit | Mat-02 |
| Al 6082-T6 | 2,70 | 70,0 | 260 | 310 | 23,4 | 172 | Hohe Beständigkeit | Mat-02 |
| Al 7075-T6 | 2,81 | 71,7 | 503 | 572 | 23,4 | 130 | Geringe Beständigkeit | Mat-02 |
| Al 7075-T73 | 2,81 | 72,0 | 435 | 505 | 23,4 | 155 | Hohe Beständigkeit | Mat-02 |
| Al 2024-T3 | 2,78 | 73,1 | 345 | 483 | 23,2 | 121 | Geringe Beständigkeit | Mat-04 |
| AlSi10Mg, LPBF im Bauzustand | 2,67 | ≈70,0 | 270 | 461 | — | — | Nicht gelistet | Mat-04 |
| Mg AZ31B-H24 | 1,77 | 45,0 | 220 | 290 | 26 | 96 | Nicht gelistet | Gen-03, Mat-04 |
| Ti-6Al-4V, geglüht | 4,43 | 113,8 | 880 | 950 | 8,6 | 6,70 | Hohe Beständigkeit | Mat-04 |
| 17-7PH, TH1050 | 7,64 | 204,0 | 1.170 | 1.310 | 11 | 16 | Nach Wärmebehandlung | Mat-04 |
| FR-4, in Plattenebene | 1,85 | ≈22,0 | — | 300 | 14–17 | 0,30 | — | Mat-02 |
| Windform XT 2.0, SLS | 1,10 | 8,93 | — | 83,8 | — | — | — | Mat-04 |
| PEEK, ungefüllt | 1,30 | ≈3,80 | 98 | — | 47 | 0,25 | — | Mat-04 |
| ULTEM 9085, FDM (XZ) | 1,34 | 2,15 | 47 | 69,0 | 65 | — | — | Mat-04 |
Werkstoffmonografie, Tabelle 2. Mat-02: empfohlen; Mat-04: Rücksprache mit Startanbieter; Gen-03: brennbare Werkstoffe.
In 6xxx-Legierungen (Al–Mg–Si) beruht die maximale Festigkeit auf nadelförmigen β″-Ausscheidungen; diese Legierungen verbinden mittlere Festigkeit mit guter Zerspanbarkeit, einem gleichmäßigen Eloxalverhalten und hoher Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SRK), weshalb -Q-ST-70-36C die gesamte 6000er-Reihe in allen Wärmebehandlungszuständen in die höchste Beständigkeitsklasse einstuft[4]. Bei 7xxx-Legierungen (Al–Zn–Mg–Cu) erreicht der auf Höchstfestigkeit ausgelagerte Zustand T6 zwar rund 500 MPa Streckgrenze, ist jedoch anfällig für interkristalline Spannungsrisskorrosion, insbesondere unter Zugspannung in kurzer Querrichtung[5]. Überalterung auf T73 oder T7351 stellt die Beständigkeit bei einer Festigkeitseinbuße von rund 10–15 % wieder her.
Daraus folgen zwei praktische Schlüsse[1]: Eine Grundplatte aus 7075-T6 — dem am leichtesten verfügbaren Zustand einer in PQ-Mat-02 empfohlenen Legierung — erfordert nach genau jener ECSS-Norm, auf die sich die Klausel beruft, formal ein vom Kunden genehmigtes SRK-Bewertungsformular (Stress-Corrosion Evaluation Form), während eine T73-Platte dies nicht benötigt. Und da die Grundplatte nicht festigkeitskritisch ist, bringt die hohe Festigkeit von 7075 dort keinen Vorteil: 6061-T6 oder 6082-T6 erfüllen die Aufgabe bei hoher SRK-Beständigkeit und gleichmäßigerer Harteloxalschicht.
Die Grundplatte ist schnittstellenkritisch
Unter einer exemplarischen quasistatischen Last von 20 g drückt eine 250-g-Einheit mit 49 N auf die 256 mm² der geklemmten Grundplattenränder: Das entspricht einer mittleren Flächenpressung von 0,19 MPa und liegt mehr als zwei Größenordnungen unter der Festigkeit jedes in Frage kommenden Werkstoffs[1]. Maßgebend für die Grundplatte sind Ebenheit, Dicken- und Breitentoleranz, Kantenzustand, Oberflächenhärte sowie die Tribologie der geklemmten Randstreifen. Da ihre Dicke festgelegt ist, hängt ihre Masse ausschließlich von der Dichte ab:
| Werkstoff | Masse (g) | Anteil an 250 g | Biegesteifigkeit D (N·m) | D ÷ D von 6061-T6 | Steifigkeitsindex E^(1/3)/ρ |
|---|---|---|---|---|---|
| FR-4, in Plattenebene | 11,0 | 4,4 % | 7,6 | 0,29 | 1,51 |
| Mg AZ31B-H24 | 10,5 | 4,2 % | 17,5 | 0,66 | 2,01 |
| Al 6061-T6 | 16,0 | 6,4 % | 26,4 | 1,00 | 1,52 |
| Al 7075-T73 | 16,7 | 6,7 % | 27,6 | 1,04 | 1,48 |
| Ti-6Al-4V, geglüht | 26,3 | 10,5 % | 44,0 | 1,67 | 1,09 |
| 17-7PH, TH1050 | 45,4 | 18,2 % | 75,6 | 2,86 | 0,77 |
D = E t³ / [12 (1 − ν²)]. Magnesium fällt unter die Brennbarkeitsklausel PQ-Gen-03.
Für Platten mit frei wählbarer Dicke lauten die massenoptimalen Werkstoffindizes für die Steifigkeit und für die Festigkeit[6]. Nach diesen Kennzahlen führen Magnesium und der lasergesinterte Verbundwerkstoff Windform XT 2.0 bei der Steifigkeit sowie FR-4 bei der Festigkeit; deshalb sind Leiterplatten, die zugleich als tragende Struktur dienen, äußerst masseneffizient — erkauft wird dies jedoch durch eine enge Kopplung von Struktur-, Thermal- und Elektronikentwurf.
Additive Fertigung
Im Laser-Pulverbettverfahren (LPBF) verarbeitetes AlSi10Mg erreicht im Bauzustand Streckgrenzen von 233–270 MPa, vergleichbar mit 6061-T6, und topologieoptimierte AM-Strukturen versprechen Masseneinsparungen von 30–60 %. Die Qualifikation hinkt jedoch hinterher: ECSS-Q-ST-70-80C sieht keinen vereinfachten Nachweisweg für Bauteile unter 100 g vor, sodass AA6061-T6 der De-facto-Standardwerkstoff für PocketQube-Strukturen bleibt[7].
Kaltverschweißen und Fretting
An Luft halten Oxidschichten und adsorbierte Filme metallische Rauheitsspitzen auf Abstand. Kleine oszillierende Relativbewegungen während der Startvibration (Fretting) oder wiederholte Stöße brechen diese Schutzschichten auf, und im Vakuum können sie sich nicht schnell genug neu bilden: Reine Metallspitzen verschweißen bereits bei Raumtemperatur[8]. Jüngere Messkampagnen beobachteten Adhäsion ab etwa 1 Pa und darunter; artgleiche Paarungen aus Silber, Kupfer und 17-7PH überschritten die Prüfgrenze von 12 000 mN, und eine gesputterte MoS₂-Schicht auf 17-7PH gegen Ti-6Al-4V versagte im Vakuum nach rund 40 Fretting-Zyklen[9]. Das bekannteste Flugbeispiel ist die Hochgewinnantenne der Raumsonde Galileo, die sich 1991 nicht vollständig entfaltete, nachdem drei Rippen kaltverschweißt waren, sobald die Startvibration ihren Trockenschmierstoff abgerieben hatte[10].
Ein PocketQube-Deployer vereint sämtliche Zutaten dieses Ausfallmechanismus: zwei geklemmte Randstreifen pro Einheit sowie Berührflächen zwischen gestapelten Satelliten, die bei Qualifikationstests und beim Start unter Vorspannung vibriert und anschließend vor dem Auswurf über Stunden bis Wochen im Vakuum gehalten werden. Sowohl der CubeSat- als auch der PocketQube-Standard begegnen dem mit einer Harteloxierung der kontaktierenden Aluminiumflächen.
Harteloxieren
Beim Harteloxieren (Typ III) wächst in kalter Schwefelsäure bei hoher Stromdichte eine dicke, dichte, poröse Oxidschicht auf, die üblicherweise mit 50 µm innerhalb eines Bereichs von 25–75 µm spezifiziert wird[11]. Ihr keramischer Charakter — nicht etwa Porenfreiheit — verhindert die Adhäsion. Fünf Begleiteffekte sind bei PocketQube-Toleranzen entscheidend[1]:
- Schichtwachstum. Etwa die Hälfte der Schichtdicke wächst nach außen: Eine 50-µm-Schicht verbreitert die 58,0 mm breite Grundplatte um rund 50 µm und beansprucht damit bereits die Hälfte des Toleranzfeldes von ±0,1 mm. Bauteile müssen daher auf Untermaß gefertigt und nach dem Beschichten vermessen werden.
- Legierungsabhängigkeit. Kupferreiche 2xxx-Legierungen sowie siliziumreiche Guss- oder AM-Legierungen bilden dünnere, weichere Schichten; gepulstes Harteloxieren von additiv gefertigtem AlSi10Mg erreichte bestenfalls rund 280 HV[12].
- Ermüdungsverlust. Harteloxieren senkte die Zeitfestigkeit von 6082 um 50–62 %, gegenüber 8–50 % beim konventionellen Eloxieren[13]. Für die gering belastete Grundplatte ist dies unbedenklich, nicht jedoch für eloxierte Federn oder Scharniere.
- Verdichten (Sealing) und Imprägnieren. Eine Heißwasserverdichtung verbessert den Korrosionsschutz, senkt aber die Härte; PTFE-imprägnierte Schichten verringern die Reibung, bringen jedoch eine organische Phase ein, die die Ausgasungsgrenzwerte einhalten muss.
- Elektrische Isolation. Eloxalschichten isolieren die Struktur gegenüber dem Deployer, was bei Erdungskonzept und Schutz gegen elektrostatische Entladung (ESD) zu berücksichtigen ist.
Empfohlene Vorgehensweise
Für Grundplatten sollten 6061-T6 oder 6082-T6 bevorzugt und artgleiche blanke Metallpaarungen an allen trennbaren Kontakten vermieden werden; Eloxaltyp, Schichtdicke und Nachbehandlung sind auf der Zeichnung festzulegen; Kanten sind zu verrunden und Gleitflächen — wie bei CubeSat-Schienen — unter Ra 1,6 µm zu halten; Schichtdicke, Maße und Ebenheit sind nach dem Beschichten zu prüfen, und nach dem Vibrationstest sollte ein Vakuum-Verweil- und Auswurftest an einem flugrepräsentativen Paar aus Grundplatte und Führungsschiene durchgeführt werden[1].
Thermische Wechselbelastung
Ein PocketQube besitzt nur wenig Wärmekapazität pro Quadratmeter abstrahlender Oberfläche und durchläuft daher in jeder Eklipse stärkere Temperaturschwankungen:
| Fall | Minimum (°C) | Maximum (°C) | Hub (K) | Schnellste Abkühlung (K/min) |
|---|---|---|---|---|
| 1P, 200 g | −15,0 | 21,8 | 36,8 | 1,50 |
| 1P, 250 g | −10,8 | 19,5 | 30,3 | 1,16 |
| 1U, 1,33 kg | −6,6 | 16,8 | 23,4 | 0,83 |
| 1U, 2,00 kg | −2,2 | 13,6 | 15,8 | 0,52 |
α = ε = 0,85, c_p = 858 J/(kg·K), Albedo 0,30, Erdinfrarot 237 W/m², interne Verlustleistung 0,25 W (1P) bzw. 1,0 W (1U), β = 0°.
Dies sind mittlere Knotentemperaturen (Bulk-Werte); das Finite-Elemente-Modell von SMOG-1 sagte für die Außenpaneele Extremwerte von rund +15 und −26 °C voraus[14]. Bei etwa 5500 Eklipsen pro Jahr erfährt jede Grenzfläche im Laufe einer Mission Zehntausende Temperaturzyklen.
Ausdehnungsfehlanpassung und Lotermüdung
Dreifach-Solarzellen wachsen auf Germaniumsubstraten (ca. 6 ppm/K), FR-4 dehnt sich in der Plattenebene um 14–17 ppm/K aus, keramische Chip-Bauteile um 6,5–7 ppm/K, Kupfer um 17 ppm/K und Aluminium 6061 um 23,6 ppm/K. Das Engelmaier-Modell für starre anschlussdrahtlose Lötverbindungen verknüpft den Temperaturhub mit der Lebensdauer der Lötstelle[15]:
| Thermischer Fall | Hub (K) | Δα = 11 ppm/K | Δα = 6 ppm/K | Δα = 2 ppm/K |
|---|---|---|---|---|
| 1U, 1,33 kg | 23,4 | 9,9 × 10³1,8 Jahre | 4,6 × 10⁴8,3 Jahre | 7,3 × 10⁵132 Jahre |
| 1P, 250 g | 30,3 | 5,1 × 10³0,9 Jahre | 2,4 × 10⁴4,3 Jahre | 3,8 × 10⁵68 Jahre |
| 1P, 200 g | 36,8 | 3,1 × 10³0,6 Jahre | 1,5 × 10⁴2,6 Jahre | 2,3 × 10⁵42 Jahre |
Abstand zum Neutralpunkt 5 mm, Lötspalthöhe 0,1 mm, eutektisches Sn–Pb, mittlere Temperatur 5 °C, 15,1 Zyklen pro Tag (ca. 5.515 pro Jahr).
Die Kombination aus geringer Wärmekapazität und der -Fehlanpassung von Germanium auf FR-4 bringt starr verlötete großflächige Bauteile in einen Bereich, in dem die Lötstellen-Lebensdauer in der Größenordnung der Missionsdauer liegt. Zu den Gegenmaßnahmen zählen Substrate mit angepasstem Ausdehnungskoeffizienten, nachgiebige Silikonverklebungen mit flexiblen Zellverbindern, kleinere Abstände zum neutralen Punkt sowie eine Temperaturwechsel-Qualifikation mit Sicherheitsmarge[16].
Lot- und Oberflächenmetallurgie
Hochzuverlässige Raumfahrt-Löttechnik basiert auf eutektischem und naheutektischem Sn–Pb-Lot[17], wohingegen PocketQubes auf kommerzielle Bauteile mit bleifreien Anschlussoberflächen angewiesen sind. Drei Ausfallmechanismen verdienen besondere Beachtung: Zinnwhisker wachsen unter Druckeigenspannungen spontan aus zinnreichen Oberflächen; im Vakuum kann ein Whisker-Kurzschluss einen Metalldampf-Lichtbogen zünden[18]. Zinnpest, die allotrope Umwandlung von metallischem β-Zinn in sprödes α-Zinn unterhalb von 13,2 °C, verläuft zwar langsam und wird durch Blei, Bismut und Antimon gehemmt, ist aber angesichts kalt ausgelegter Innenräume und bleifreier Lötstellen beachtenswert. Aus dicken Goldoberflächen in das Lot gelöstes Gold bildet spröde intermetallische AuSn₄-Phasen, weshalb Raumfahrt-Lötnormen ein vorheriges Entgolden vorschreiben.
Ausgasungsprüfung
-Q-ST-70-02C erhitzt eine Materialprobe im Vakuum für 24 h auf 125 °C gegenüber einem auf 25 °C gehaltenen Kollektor und lässt den Werkstoff zu, wenn der bereinigte Massenverlust (RML, Gesamtmasseverlust abzüglich wiederaufgenommenen Wasserdampfs) unter 1,0 % und der Anteil flüchtiger kondensierbarer Stoffe (CVCM) unter 0,10 % bleibt[19]. ASTM E595 wendet dieselben Grenzwerte unmittelbar auf den Gesamtmasseverlust (TML) an[20]. Da Klausel PQ-Gen-04 TML- und CVCM-Grenzwerte nennt, zugleich aber das ECSS-Dokument zitiert, stellt sie die strengere Lesart dar und kann hygroskopische Werkstoffe ausschließen, die nach ECSS zulässig wären[1].
| Werkstoff | TML | CVCM | WVR | RML | Prüfung | Erosionsausbeute (10⁻²⁴ cm³/Atom) | Abtrag, taumelnde Fläche (µm/Jahr) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FR-4-Laminat | 0,22 | 0,00 | 0,09 | 0,13 | Besteht ECSS und ASTM | — | — |
| G-10-Laminat | 0,52 | 0,00 | 0,16 | 0,36 | Besteht ECSS und ASTM | — | — |
| Polyimid-Glas-Laminat | 0,71 | 0,00 | 0,40 | 0,31 | Besteht ECSS und ASTM | — | — |
| PEEK, spritzgegossen | 0,14 | 0,00 | 0,05 | 0,09 | Besteht ECSS und ASTM | 2,99 | 16 |
| PEI (Ultem), spritzgegossen | 0,40 | 0,00 | 0,32 | 0,08 | Besteht ECSS und ASTM | > 3,31 | 18 |
| ULTEM 1010, FDM (XY) | 0,55 | 0,02 | 0,39 | 0,16 | Besteht ECSS und ASTM | — | — |
| Polypropylen-Filament | 0,24 | 0,05 | 0,03 | 0,21 | Besteht ECSS und ASTM | — | — |
| Polyimidfolie (Kapton)Referenz für Erosionsausbeute | 0,97 | 0,00 | 0,80 | 0,17 | Besteht ECSS und ASTM | 3 | 16 |
| PET-Folie (Mylar) | 0,24 | 0,01 | 0,18 | 0,06 | Besteht ECSS und ASTM | 3,01 | 16 |
| PTFE | 0,01 | 0,00 | 0,02 | −0,01 | Besteht ECSS und ASTM | 0,142 | 0,8 |
| ABS | — | — | — | — | Typabhängig | 1,09 | 5,8 |
| Polyamid 6 | — | — | — | — | Typabhängig | 3,51 | 19 |
TML, CVCM, WVR und RML = TML − WVR in Prozent; Grenzwerte 1,0 % Massenverlust und 0,10 % CVCM (ECSS-Q-ST-70-02C / ASTM E595).
Die Ausgasungsdaten stammen aus der NASA-Ausgasungsdatenbank[21], die Erosionsausbeuten aus dem Experiment MISSE-2 PEACE auf der Internationalen Raumstation[22].
Gedruckte Polymere
Im FDM-Verfahren gedruckte Bauteile sind anisotrop: ULTEM 9085 verliert zwischen Schichtebene und Aufbaurichtung rund 40 % seiner Zugfestigkeit, weshalb die Druckorientierung eines Bauteils zusammen mit seinen Ausgasungsdaten dokumentiert werden muss. Poröse Druckteile nehmen Feuchtigkeit auf, was den Massenverlust erhöht und ein vorheriges Ausheizen (Bake-out) besonders wirksam macht. ABS und PLA eignen sich für Ingenieurmodelle, müssen für den Flug jedoch ersetzt oder einzeln qualifiziert werden[1].
Atomarer Sauerstoff
Außenliegende Polymeroberflächen erodieren unter dem Beschuss durch atomaren Sauerstoff; die Abtragtiefe ergibt sich aus dem Produkt von Erosionsausbeute und Fluenz. In Flugrichtung (Ram-Richtung) auf der ISS trägt PEEK rund 60 µm pro Jahr ab; eine regellos taumelnde Fläche sieht etwa ein Viertel der Ram-Fluenz, und in 500–550 km Höhe ist die Fluenz nochmals geringer und stark von der Sonnenaktivität abhängig[1].
Auslegung und Verifikation im Überblick
| Bauteilgruppe | PocketQube-spezifisches Risiko | Empfohlene Wahl | Verifikation |
|---|---|---|---|
| Grundplatte und Kontaktflächen | Spannungsrisskorrosion von 7xxx-T6; Toleranzverzehr durch Schichtwachstum; Fretting und Kaltverschweißen | 6061-T6 oder 6082-T6 (bzw. 7075-T73); Typ-III-Eloxal 25–50 µm auf Zeichnung; Kantenradien | Schichtdicken- und Maßprüfung nach Eloxal; Vibrations-, Vakuumverweil- und Auswurftest |
| Schrauben, Gewindeeinsätze, Scharniere | Fressen und Kaltverschweißen gleicher Metalle; Ermüdung eloxierter Teile | Ungleiche oder beschichtete Paarungen wie Titan oder A286 gegen eloxiertes Aluminium | Anziehdrehmoment-Vorspannkraft-Tests; Thermalvakuum-Zyklen |
| Elektronik und Solarpanele | Große Temperaturhübe in der Eklipse; CTE-Fehlanpassung FR-4/Ge und FR-4/Keramik | CTE-angepasste Träger oder nachgiebige Verklebung; Sn–Pb oder umverzinnte Anschlüsse; Schutzlack | Temperaturwechselprüfung über den vorhergesagten Bereich mit Marge; Schliffbilder der Lötstellen |
| Polymere und AM-Bauteile | Ausgasung nahe Optiken und in Gemeinschafts-Deployern; Anisotropie | PEEK, PEI, Windform XT 2.0 mit Messdaten im gedruckten Zustand | Ausgasungsprüfung des gefertigten Materials; Vakuum-Bake-out |
| Batterien | Thermisches Durchgehen; Lithium-Plating in der Kälte; Aufblähen von Pouch-Zellen | Geschützte Zellen; Ladeverbot nahe 0 °C; mechanisch gefasste Pouch-Zellen | Batterietests nach Vorgabe des Startanbieters; Kaltfall im Thermalvakuum |
| Magnetische Reinheit | Restdipol dominiert die Störmomente eines 1P | Nichtmagnetische Schrauben; keine vernickelten oder Kovar-Bauteile nahe Hysteresedämpfern | Messung des Restdipolmoments am integrierten Gesamtsatelliten |
Die magnetischen Aspekte der Werkstoffauswahl — von AlNiCo-Magneten bis zu amorphen Dämpferbändern — werden im Eintrag zu PMAC behandelt.
Literaturverzeichnis
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