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Laser zum Schmelzen von Mondstaub für die additive Fertigung im Weltraum

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Eine Gruppe von Wissenschaftlern will ein leichtes Lasersystem auf den Mond schicken, um Mondstaub zu schmelzen und damit durch additive Fertigung vielseitige Strukturen zu schaffen.

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Konkret beabsichtigen die Partner des Projekts "Moonrise", mit ihrem Laser Regolith auf der Mondoberfläche zu schmelzen, der nach dem Abkühlen zu einem festen Körper wird, der als Baumaterial für die Schaffung eines "Monddorfes" verwendet werden kann - der Vision eines globalen Dorfes auf dem Mond, das als Außenposten im Weltraum genutzt werden kann.

Der Mond wäre ein idealer Ort, um einen Forschungsaußenposten zu errichten, der als Ausgangspunkt für die weitere Weltraumforschung dienen könnte. Die Kosten für den Versand von nur 1 kg Material zum Mond betragen jedoch ca. 700.000 Euro, daher wäre es ideal, wenn ein solcher Außenposten direkt auf dem Mond aus lokalen Rohstoffen gebaut werden könnte. Das Moonrise-Projekt könnte ein wichtiges Sprungbrett sein, um dies zu verwirklichen.

Das Laser Zentrum Hannover (LZH) und das Institut für Raumfahrtsysteme (IRAS) der Technischen Universität Braunschweig - die Partner von Moonrise - wollen ihr Lasersystem 2021 mit der ersten Mondmission der Berliner Neuraumfirma PTScientists auf den Mond schicken. Ziel ist es, zu beweisen, dass der Laser, der nicht mehr als drei Kilogramm wiegt und das Volumen eines großen Saftkartons hat, lokale Rohstoffe auf dem Mond einschmelzen und später in vielseitige Strukturen umsetzen kann.

IRAS und LZH arbeiten seit 2015 gemeinsam an dem zugrunde liegenden Prozess für die Moonrise Technologie. Jetzt haben wir durch das Projekt die Möglichkeit, zum ersten Mal in der Geschichte die additive Fertigung außerhalb der Erde und der Erdumlaufbahn zu zeigen", kommentierte Professor Enrico Stoll von IRAS.

Das Projekt Moonrise läuft seit fast neun Monaten. Bisher haben die Wissenschaftler die Laserhardware identifiziert und die Optik entworfen, die sie verwenden wollen, und sie auf einem ähnlichen Material wie dem Regolithen auf dem Mond getestet.

Derzeit arbeiten die Wissenschaftler daran, den Laser an den Laderaum des Mondfahrzeugs anzupassen, das in der Mission 2021 eingesetzt werden soll. Danach wird die Haltbarkeit des gesamten Systems getestet, denn die Wissenschaftler müssen sicher sein, dass der Laser den Schocks und dramatischen Temperaturunterschieden während der Raumfahrt standhalten kann.

Sobald die Technologie den Mond erreicht hat, wird eine Reihe von Experimenten mit dem Laser durchgeführt, in denen eine Reihe von vordefinierten Strukturen hergestellt werden. Diese Experimente werden mit hochauflösenden Kameras überwacht und aufgezeichnet.

Wenn diese Experimente erfolgreich sind, könnte der Moonrise-Prozess dann skaliert werden, um größere Strukturen zu erzeugen. So könnten nach Ansicht der Wissenschaftler langfristig ganze Infrastrukturen wie Fundamente, Wege und Landeflächen theoretisch mit der Moonrise Technologie gebaut werden.

Das Projekt Moonrise wird von der VolkswagenStiftung im Rahmen des Programms "Open - for the Unusual" gefördert, mit dem die Stiftung "außergewöhnliche und mutige" Projekte unterstützt, die keine Mittel aus anderen Ländern erhalten haben