Der Mond ist nicht nur der nächste himmlische Nachbar der Erde. Es ist auch ein natürlicher Wegpunkt für jede Mission, die in den kommenden Jahren zum Mars oder darüber hinaus gehen wird. Kein Wunder also, warum Weltraumagenturen wie die NASA, Roscosmos, die ESA und China hoffen, in naher Zukunft Missionen mit Besatzung dorthin zu schicken und Stützpunkte zu errichten, mit denen Missionen in den Weltraum nachgefüllt und betankt werden können.
Bisher konzentrierten sich alle Vorschläge für eine Mondbasis auf die In-situ-Ressourcennutzung (ISRU) und den 3D-Druck, bei dem Roboter die Basis aus Mondregolith herstellen. Zu diesem Zweck haben das Laser Zentrum Hannover (LZH) und das Institut für Raumfahrtsysteme (IRAS) der Technischen Universität Braunschweig ein Lasersystem entwickelt, mit dem Mondstaub in Baustoffe umgewandelt werden kann.
Die Fähigkeit, Baumaterialien mit lokalen Ressourcen zu erzeugen, ist ein absolutes Muss für die Zukunft der Weltraumforschung. Gegenwärtig sind die Kosten für den Start von Nutzlasten zum Mond immer noch unerschwinglich hoch - geschätzt auf ungefähr 780.000 USD pro Kilogramm (355.000 USD pro Pfund). Aus diesem Grund besteht die kostengünstigste Planung darin, alles direkt auf der Mondoberfläche herzustellen.
Nehmen Sie am MOONRISE-Projekt teil, das darauf abzielt, Lasertechnologie mit einem Rover-Design zu verbinden. Als Niklas Gerdes, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter der
„Wir wollen ein Lasersystem zum Mond bringen, das Mondstaub schmelzen soll, den sogenannten Regolithen. Wir würden daher den ersten Schritt unternehmen, um die additive Fertigung, dh den 3D-Druck, zum Mond zu bringen. “
Als ein
Wie bei verschiedenen 3D-Druckkonzepten, die derzeit untersucht werden, besteht die Idee darin, den Regolith des Mondes in eine geschmolzene Keramik zu verwandeln. Diese viskose Flüssigkeit wird dann ausgedruckt und gefriert bei Kontakt mit der kalten Mondumgebung, um die Fundamente, Wände und Innenräume von Strukturen zu bilden. Diese Methode ist eine Möglichkeit, wie die ESA den Bau ihres geplanten internationalen Monddorfes plant, einer Mondbasis, die als spiritueller Nachfolger der ISS fungieren soll.
Es ist geplant, die MOONRISE an Bord eines Eröffnungsfluges von zu starten
Dort wird MOONRISE mit seinem Laser den Regolith zu vordefinierten Strukturen schmelzen (ein Prozess, der mit hochauflösenden Kameras aufgezeichnet wird). Sollte sich das Mondexperiment als erfolgreich erweisen, erwartet das Forscherteam, dass die Technologie erweitert wird, um ganze Mondinfrastrukturen wie Fundamente, Wege und Landeflächen zu erzeugen.
Dies ist der Höhepunkt von Tests, die seit neun Monaten mit Mitteln der Volkswagen Stiftung durchgeführt werden, die sich der Unterstützung der Spitzenforschung widmet. Wie IRAS Prof. Enrico Stoll erklärte, wird dies auch der Höhepunkt jahrelanger harter Arbeit und lukrativer Zusammenarbeit sein.
„IRAS und LZH arbeiten seit 2015 gemeinsam an dem zugrunde liegenden Prozess für die MOONRISE-Technologie“, sagte er. "Jetzt haben wir durch das Projekt die Möglichkeit, die additive Fertigung zum ersten Mal in der Geschichte außerhalb der Erde und der Erdumlaufbahn zu zeigen."
Die Ergebnisse der vorherigen Tests sind vielversprechend und haben die Laserhardware und -optik des Systems validiert. Das Wissenschaftsteam hat auch Materialien verwendet, die dem Mondregolith zunehmend ähnlich sind, um festzustellen, ob der Laser sie schmelzen kann. Derzeit arbeitet das Team daran, den Laser so zu integrieren, dass er in den Laderaum des Mondrovers passt, damit er von der Unterseite aus schießen kann.
Nach Abschluss des Integrationsprozesses wird das gesamte System getestet, um festzustellen, ob es die Reise durch den Weltraum überstehen kann. Dort ist es den physischen Erschütterungen ausgesetzt, die mit Starts und massiven Temperaturunterschieden verbunden sind. Andere Tests beinhalten, wie sich der Laser in einer Umgebung mit niedrigerer Schwerkraft verhält. Prof. Ludger Overmeyer, Vorsitzender der wissenschaftlichen Direktion des LZH, sagte:
„Mit dem neu eröffneten Forschungszentrum HITec (Hannover Institut für Technologie) und dem„ Einstein Elevator “verfügen wir über die notwendige Infrastruktur in der Metropolregion Hannover-Braunschweig, um in Zukunft Spitzenforschung im Weltraum betreiben zu können. Mit dem Einstein Elevator ist es möglich, die Umgebungs- und Gravitationsbedingungen des Mondes zu simulieren. Experimente in dieser groß angelegten Forschungseinheit unter Bedingungen wie auf dem Mond bilden eine solide Grundlage für das außergewöhnliche Projekt. “
„Der geplante direkte Beweis, dass wir Mondregolithen mit bereits verfügbaren Hardwarekomponenten verarbeiten können, ist entscheidend für die Planung zukünftiger Missionen“, sagte Stefan Linke, Ingenieur beim IRAS. „So werden größere und nachhaltigere Projekte auf der Oberfläche unseres kosmischen Nachbarn möglich. „
Unabhängig vom Ergebnis der Mondtests wird das Projekt mit Sicherheit wertvolle wissenschaftliche und technische Daten zur Lebensfähigkeit des 3D-Drucks auf dem Mond liefern. Letztendlich werden diese und andere Tests dazu beitragen, alle zukünftigen Bemühungen zum Bau des Internationalen Monddorfes und aller anderen Mondaußenposten, die in den kommenden Jahrzehnten gebaut werden, zu informieren.
