3D-Druck mit Mondstaub
Baumaterial vom Mond nutzen
Wenn in Zukunft neue Mondmissionen auf dem Erdtrabanten unterwegs sind, wäre es gut, wenn sie nicht wegen jedem fehlenden Bauteil auf Nachschub von der Erde warten müssen. Deutsche Forschungsinstitute entwickeln deshalb ein Verfahren zum 3D-Druck mit Mondstaub.
Im Projekt MOONRISE hat das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) zusammen mit dem Institut für Raumfahrtsysteme (IRAS) der Technischen Universität und dem Hannover Institute of Technology (HITec) synthetisch hergestellten Mondstaub, sogenanntes Regolith bei Mond- und Mikrogravitation mit einem vom LZH entwickelten Lasersystem hergestellt. Mit den dabei entstandenen Kügelchen sei man „dem 3D-Druck auf dem Mond einen großen Schritt nähergekommen“, erklärt Niklas Gerdes, Wissenschaftlicher Mitarbeiter des LZH.
Das Aufschmelzen des Regoliths war das erste wissenschaftliche Experiment im neuen Einstein-Elevator der Leibniz Universität Hannover (LUH). Die Regolith-Proben sind während der Versuche im Vakuum – wie sie es auch auf dem Mond wären, in einer Gondel befestigt. Im Flug schmilzt der Laser etwas Regolith auf, dabei formt sich eine Kugel und erkaltet noch vor der Landung in der Versuchskammer.
„Je nach Landungsort einer möglichen Mondmission unterscheidet sich die Zusammensetzung des Mondstaubs“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Enrico Stoll vom IRAS. „Mit unseren Mischungen simulieren wir die Mondbedingungen möglichst genau. Im Anschluss werten wir die Qualität der aufgeschmolzenen Proben aus, damit das LZH den Prozess weiter verbessern kann.“
Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer, LUH, beschreibt die Besonderheit des hannoverschen Forschungsgroßgeräts so: „Der Einstein-Elevator ist mit Langstator-Linearmotoren ausgestattet. Damit können wir sehr exakt beschleunigen, präzise eine vertikale Flugbahn einstellen, aber auch sicher abbremsen. So können wir nicht nur bis zu 300 Flugversuche am Tag erreichen, sondern auch unterschiedlich starke Gravitation.“ Im freien Fall wird Mikrogravitation erreicht, also Schwerelosigkeit, gebremst wird Mondgravitation erzeugt. „Dies ist bisher einzigartig und ermöglicht es erstmalig, statistische Tests in verschiedenen Gravitationsumgebungen durchzuführen“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Overmeyer.
„Nächstes Ziel ist es nun, das Lasersystem auf einer Mondmission zu testen“, sagt Stefan Linke, IRAS. „Wenn mit diesem Regolith auf dem Mond aufgeschmolzen werden kann, rückt 3D-gedrucktes Baumaterial auf dem Mond näher und damit auch die Realisierung der Vision einer Mondkolonie.“
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