MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Nutzung von 3D-Drucktechnologien im Weltraum könnte die Art und Weise, wie zukünftige Missionen zur Mond- und Marsoberfläche geplant werden, revolutionieren. Durch die Möglichkeit, Werkzeuge und Ersatzteile direkt vor Ort zu produzieren, könnten Raumfahrtmissionen unabhängiger von der Erde werden.
Der 3D-Druck, auch als additive Fertigung bekannt, hat sich auf der Erde bereits als vielseitige Technologie etabliert, die es ermöglicht, schnell und effizient eine Vielzahl von Geräten herzustellen. Diese Technologie für den Weltraum anzupassen, könnte es Astronauten ermöglichen, benötigte Werkzeuge und Ersatzteile direkt vor Ort zu fertigen, anstatt alles im Voraus von der Erde mitnehmen zu müssen. Dies ist besonders wichtig für Missionen zum Mond und Mars, wo die Nachlieferung von Materialien zeitaufwendig und teuer ist.
Auf der Internationalen Raumstation (ISS) wird intensiv an der Entwicklung dieser Fähigkeiten geforscht. Ein aktuelles Projekt der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) testet den 3D-Druck von Metallteilen in der Schwerelosigkeit. Die Ergebnisse könnten das Verständnis für die Funktionsweise und die Qualität von 3D-gedruckten Metallteilen im Weltraum verbessern und gleichzeitig Anwendungen auf der Erde, etwa in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, vorantreiben.
Bereits 2014 wurde der erste 3D-Drucker, entwickelt von NASAs Marshall Space Flight Center und Redwire, zur ISS geschickt. Dieser Drucker nutzte einen Prozess, bei dem ein kontinuierlicher Kunststofffaden durch einen erhitzten Extruder Schicht für Schicht auf ein Tablett aufgetragen wurde, um Objekte zu erstellen. Die Untersuchung ergab, dass die Mikrogravitation keinen signifikanten Einfluss auf den Druckprozess hatte.
Ein weiterer Ansatz ist das Recycling von Kunststoffen, beispielsweise durch das Umwandeln eines gebrauchten 3D-gedruckten Werkzeugs in einen Löffel. Diese Technologie könnte helfen, die Menge an Rohmaterialien beim Start zu reduzieren und das Volumen des Abfalls, der auf langen Reisen entsorgt werden muss, zu verringern. Die Refabricator-Maschine von Tethers Unlimited Inc. hat diesen Ansatz getestet und erfolgreich das erste Objekt hergestellt.
Ein weiteres Projekt, Redwire Regolith Print (RRP), testete die Verwendung von simuliertem Regolith, dem Staub auf der Mondoberfläche, als Ausgangsmaterial für den 3D-Druck im Orbit. Die Ergebnisse könnten zur Entwicklung von Technologien führen, die es ermöglichen, Regolith zur Konstruktion von Habitaten und anderen Strukturen zu nutzen, anstatt Rohmaterialien von der Erde mitzubringen.
Zusätzlich wurden auf der Raumstation Studien zu einer Form des 3D-Drucks durchgeführt, die als biologisches Drucken oder Bioprinting bekannt ist. Dieser Prozess verwendet lebende Zellen und Nährstoffe als Rohmaterialien, um potenziell menschliche Gewebe für die Behandlung von Verletzungen und Krankheiten zu produzieren, was sowohl zukünftigen Besatzungen als auch Patienten auf der Erde zugutekommen könnte.
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