Durch die Herstellung wichtiger Bauteile direkt im Weltraum
könnte sich manches Transportproblem lösen und die Raumfahrt kostengünstiger
gestalten lassen. Eine wichtige Rolle dürfte dabei der 3D-Druck spielen: Im
Rahmen eines neuen Projekts soll diese Technologie nun zur Marktreife entwickelt
werden und ein System zum Druck von Strukturen aus Photopolymeren im Weltraum
entstehen.
Die Hochschule München und das NewSpace-Unternehmen DCUBED, haben sich
das ehrgeizige Ziel gesetzt, als erste weltweit den 3D-Druck direkt im
Weltraum zur Marktreife zu entwickeln: Im Rahmen des auf zwei Jahre
angesetzten Projekts MASS-PEX, das im Januar 2024 gestartet ist, werden die
Partner die praktische Erforschung und Weiterentwicklung von Technologien
zur Produktion im All, sogenanntes In-Space Manufacturing vorantreiben.
Geplant ist die Entwicklung und Erprobung eines Gesamtsystems zur Fertigung
von Strukturen per 3D-Druck im Weltraum aus Photopolymeren.
Erstmalig sollen diese Strukturen zudem durch Fasern verstärkt werden,
was die Festigkeit und Steifigkeit erheblich erhöht. Diese können unter
anderem für große Antennen oder als Haltestrukturen für
Satelliten-Solarpaneelen verwendet werden. Bisher werden diese auf der Erde
hergestellt und per Rakete ins All transportiert – eine sehr fehleranfällige
und teure Vorgehensweise.
Langfristig sollen die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt neue
Potenziale des Weltraums für Wirtschaft und Forschung erschließen. Das
Gesamtvolumen des Projekts beläuft sich auf fast eine Million Euro. Die
Förderung erfolgt im Rahmen des Bayerischen Raumfahrtforschungsprogramms,
mit dem die Staatsregierung die Entwicklung von Raumfahrttechnologien zur
Bewältigung künftiger gesellschaftlicher Herausforderungen unterstützt.
"Diese Innovationen von Hochschule München und DCUBED wird die Art und
Weise verändern, wie wir über die Konstruktion und den Einsatz von
Satelliten denken und uns letztendlich neue Wege in der Gestaltung von
Raumfahrtsystemen ermöglichen", erklärt Markus Pietras,
projektverantwortlicher Professor für Luft- und Raumfahrttechnik an der
Hochschule München.
Parallel zur Zusage der staatlichen Förderung konnte sich das
studentische Forschungsteam mit ihrer Arbeit wieder für einen Raketenstart
beim schwedisch-deutschen Weltraumprogramm qualifizieren. Das
Forschungsprojekt PERSIS (Photopolymeric Extrusion of Reinforced Structures
in Space) hat die Jury überzeugt. Dadurch haben sie die Möglichkeit mit
einem 3D-Drucker in einer Forschungsrakete Experimente zum Druck von
Strukturen im offenen Weltraum durchzuführen. Der Raketenstart erfolgt im
Esrange Space Center, nördlich des Polarkreises in Schweden.
Die Weltraumforschung an der Hochschule München kann im Bereich
In-Space Manufacturing bereits auf eine Reihe von Erfolgen zurückblicken: Im
Jahr 2020 testete ein Team von Studierenden in Zusammenarbeit mit der
Europäischen Weltraumorganisation ESA ihr 3D-Druckverfahren in der
Schwerelosigkeit eines Parabelflugs erfolgreich. Anfang des Jahres 2023 hat
eine Gruppe von Wissenschaftlern mit einem 3D-Drucker in einer
Forschungsrakete erstmals eine Struktur im offenen Weltraum gedruckt (astronews.com
berichtete). Auch aktuell werden in einem von der ESA geförderten
Forschungsprojekt Technologien zur Herstellung von Strukturen im Weltraum an
der Hochschule München entwickelt.