In einem bemerkenswerten Fortschritt für die Raumfahrtforschung haben Wissenschaftler der Leibniz Universität Hannover und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg innovative Methoden zur Herstellung von Metallteilen in der Schwerelosigkeit entwickelt. Diese Pionierarbeit zielt darauf ab, die Besiedlung von Mond und Mars durch die Entwicklung von Fertigungsmethoden für den Einsatz vor Ort zu fördern. Laut [uni-hannover.de] ist es von entscheidender Bedeutung, Güter für den täglichen Bedarf mithilfe von verfügbaren Ressourcen zu produzieren.
Eine der größten Herausforderungen, vor denen die Wissenschaftler stehen, ist die effiziente Herstellung und Reparatur von Metallteilen in der Schwerelosigkeit. Um diese Probleme zu lösen, setzen die Forscher auf eine Kombination aus 3D-Druck und Laserauftragschweißen, welches Metallpulver schichtweise auf ein Substrat aufträgt. Diese Methode könnte nicht nur die Reparatur verschlissener Komponenten während Raumfahrtmissionen ermöglichen, sondern auch die Notwendigkeit teurer Ersatzteile verringern.
Forschungsansätze und Techniken
Im Rahmen ihrer Studien haben die Forscher ein System entwickelt, das es ermöglicht, die Bedingungen einer Weltraummission unter dem Einsatz des Einstein-Elevators am Hannover Institute of Technology (HITec) zu simulieren. Diese Einrichtung ist einzigartig, da sie verschiedene Schwerebedingungen von Mikrogravitation bis hin zum Raketenstart nachahmen kann. Der Versuchsaufbau umfasst eine Gondel, die an die Schwerelosigkeitsbedingungen angepasst ist, einschließlich eines Pulverförderers und eines Lasersystems.
Die Materialien, die in diesem Projekt verwendet werden, sind insbesondere Titan- und Nickellegierungen, die in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitet sind. Der nächste Schritt in dieser Forschung ist die Verarbeitung von Mondregolith als Ausgangsmaterial, was in Kooperation mit dem Laser Zentrum Hannover (LZH) erfolgen soll. Dies könnte der entscheidende Schritt sein, um die Fertigung auf dem Mond oder dem Mars zu erleichtern.
Erweiterte Perspektiven im 3D-Druck
Parallel zu den Entwicklungen in Deutschland hat die NASA zusammen mit der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) an weiteren Fortschritten im Bereich des 3D-Drucks gearbeitet. Am 8. Juli 2025 startete die ESA das Projekt STARGATE, um additive Fertigungstechnologien für den Einsatz im Weltraum zu evaluieren. Im Fokus des Projekts steht das 3D-Drucken eines funktionalen Metallbauteils an Bord der Internationalen Raumstation (ISS), wie [3druck.com] berichtet.
Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Herstellung eines 1-Newton-Triebwerks, das im Orbit entwickelt und zur Erde zurückgebracht werden soll. Diese Tests sollen klären, wie Mikrogravitation den Druckprozess und die Materialeigenschaften beeinflusst, um langfristig die Fertigung kritischer Ersatzteile vor Ort zu ermöglichen. Die Herausforderung besteht in der präzisen Kontrolle des Schmelzprozesses in Schwerelosigkeit, was entscheidend für die strukturelle Integrität der produzierten Teile ist.
Zusammen mit diesen Entwicklungen hat Dr. Gilles Bailet von der Universität Glasgow Prototypen für eine Lösung von 3D-Druck-Problemen in der Schwerelosigkeit geschaffen. Diese Technologie wurde in Versuchsflügen getestet und könnte durch den Einsatz spezieller granularer Materialien anstelle herkömmlicher Filamente die Produktion in Weltraumfabriken revolutionieren. Herausforderungen bleiben jedoch, insbesondere die Zuverlässigkeit der Technologien, die auf der Erde entwickelt wurden, im Weltraum auszuführen, wie [3dnatives.com] anmerkt.
Die Möglichkeiten, die durch diese Forschungsprojekte eröffnet werden, könnten nicht nur den Fortschritt in der Raumfahrt maßgeblich beeinflussen, sondern auch die additive Fertigung auf der Erde vorantreiben. Die gewonnenen Erkenntnisse aus diesen Experimenten könnten somit sowohl für künftige Raumfahrtmissionen als auch für die Industrie auf der Erde von großer Bedeutung sein.
