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3D-Druck Projekt Moonrise bringt 3D-Druck auf den Mond

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Während einer Mondmission Baumaterialien einfach per 3D-Druck herstellen? Dieser Vision sind Wissenschaftler des LZH und dem Institut für Raumfahrtsysteme näher gekommen. Sie haben synthetischen Mondstaub unter Mondgravitation aufgeschmolzen.

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Die Vision der Wissenschaftler: Die Moonrise-Technologie auf dem Mond zu testen.
Die Vision der Wissenschaftler: Die Moonrise-Technologie auf dem Mond zu testen.
(Bild: LZH)

Im Projekt Moonrise ist es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Laser Zentrum Hannover (LZH) und des Instituts für Raumfahrtsysteme (IRAS) gelungen, Kugeln aus Mondstaub herzustellen. Das Experiment haben sie im Einstein-Elevator des Hannover Institute of Technology (HITec) der Leibniz Universität Hannover (LUH) durchgeführt.

Die Kugeln wirken unscheinbar – doch sind sie weltweit einzigartig. Sie bestehen aus Mondstaub und wurden unter Mondgravitation aufgeschmolzen. „Mit diesen Kugeln sind wir dem 3D-Druck auf dem Mond einen großen Schritt nähergekommen!“, erklärt Niklas Gerdes, Wissenschaftlicher Mitarbeiter des LZH. Geschmolzen wurde synthetisch hergestellter Mondstaub, das sogenannte Regolith, mit einem vom LZH entwickelten Lasersystem, sowohl bei Mond- als auch unter Mikrogravitation.

Mondstaub zu Kugeln aufschmelzen unter Mondbedingungen – möglich macht dies der Einstein-Elevator des HITec.
Mondstaub zu Kugeln aufschmelzen unter Mondbedingungen – möglich macht dies der Einstein-Elevator des HITec.
(Bild: LZH/LUH/IRAS - HITec)

Materialproben an möglichen Landeplatz angepasst

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des IRAS haben die Materialproben für die Versuche zusammengestellt. „Je nach Landungsort einer möglichen Mondmission unterscheidet sich die Zusammensetzung des Mondstaubs“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Enrico Stoll vom IRAS. Die Mischungen sollen die Mondbedingungen möglichst genau simulieren. „Im Anschluss werten wir die Qualität der aufgeschmolzenen Proben aus, damit das LZH den Prozess weiter verbessern kann“, so Stoll.

Erstes wissenschaftliches Experiment im Einstein-Elevator

Das Aufschmelzen des Regoliths war das erste wissenschaftliche Experiment im neuen Einstein-Elevator der Leibniz Universität Hannover (LUH).

Dabei wurden das Lasersystem und eine Vakuumkammer in der Gondel des Elevators an einem Experimentträger befestigt. Von dem Experimentträger aus wird das Lasersystem mit Strom versorgt und angesteuert. Die Regolith-Proben sind während der Versuche im Vakuum – wie sie es auch auf dem Mond wären. Im Flug schmilzt der Laser eine kleine Menge Regolith auf, dabei formt sich eine Kugel und erkaltet noch vor der Landung in der Versuchskammer.

Seminartipp

Das Seminar 3D-Druck in der direkten digitalen Fertigung vermittelt die Technik, Eignung und Voraussetzung des 3D-Drucks und gibt den Teilnehmern einen Überblick über die Entwicklungen, Möglichkeiten und Grenzen.

Langstator-Linearmotoren beschleunigen exakt

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.

Vision: Baumaterial auf dem Mond drucken

Nächstes Ziel der Wissenschaftler ist es, das Lasersystem auf einer Mondmission zu testen. „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“, sagt Stefan Linke, IRAS.

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