ESA Bau einer Mondbasis aus dem 3D-Drucker erwogen

Um den Aufbau einer Mondbasis zukünftig viel einfacher zu gestalten, hat sich die ESA mit Industriepartner und den Architekten Foster + Partners zusammengetan. Sie untersuchen den Einsatz eines 3D-Druckers, der die auf dem Mond vorhandenen Materialien verwendet.

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Mit 3D-Druckverfahren werden auf der Erde bereits komplexe Gebäudestrukturen erzeugt. „Unser Unternehmenskonsortium hat untersucht, ob diese Technik in ähnlicher Weise für den Bau eines Mondhabitats genutzt werden könnte“, sagte Laurent Pambaguian, Projektleiter der ESA. Das Londoner Architekturbüro Foster + Partners hat dafür eine lasttragende „katenoide“ Kuppel entwickelt, die eine zellenförmig strukturierte Wand zur Abwehr von Mikrometeoriten und Weltraumstrahlung besitzt und mit einem aufblasbaren Druckkörper zum Schutz der Astronauten ausgestattet ist.

Das Design der Basis wurde wiederum von den Eigenschaften eines in 3D gedruckten Mondbodens bestimmt, wobei ein 1,5 t schwerer Baustein zu Demonstrationszwecken erzeugt wurde. „Wir haben buchstäblich um das Material herum designt“, sagte Jethro Hon von Foster + Partners. „Das Ergebnis war eine hohle, geschlossene Zellstruktur, um eine gute Kombination aus Stabilität und Gewicht zu erhalten.“

6 m großer 3D-Drucker druckt mit Mondmaterial

Als 3D-Drucker wurde der D-Shape-TM-Drucker des britischen Unternehmens Monolite eingesetzt. Er verfügt über eine mobile Ansammlung von Druckdüsen auf einem 6 m großen Rahmen, mit denen ein Bindemittel auf ein sandartiges Baumaterial gesprüht wird. Schicht für Schicht werden damit die 3D-„Ausdrucke“ erzeugt.

„Zunächst mussten wir das simulierte Mondmaterial mit Magnesiumoxid vermischen. Dadurch wird es zu, Papier‘, mit dem wir drucken können“, erklärte Monolite-Gründer Enrico Dini. „Die strukturgebende ,Tinte‘ stellen wir mit der Zugabe eines bindenden Salzes her, welches das Material in einen steinartigen Festkörper verwandelt. Unser gegenwärtiger Drucker baut durchschnittlich etwa 2 m/h. Unser Modell der nächsten Generation sollte jedoch 3,5 m/h schaffen, womit innerhalb einer Woche ein komplettes Gebäude fertiggestellt werden könnte.“

Unternehmen erarbeitet bereits Anpassung des 3D-Drucks an Montmission

Das italienische Unternehmen für Weltraumforschung Alta SpA arbeitete mit der technischen Universität Scuola Superiore Sant'Anna in Pisa an der Anpassung der 3D-Drucktechnik an eine Mondmission sowie an der Gewährleistung der Prozessqualitätssteuerung. Ebenso wurden die Auswirkungen untersucht, die das Arbeiten in einem Vakuum mit sich bringt.

„Der Prozess basiert auf dem Auftragen von Flüssigkeiten, wobei ungeschützte Flüssigkeiten im Vakuum selbstverständlich verdampfen“, sagte Giovanni Cesaretti von Alta. „Also haben wir die Düse des 3D-Druckers unter der Regolithschicht eingefügt. Wir haben herausgefunden, dass kleine, 2 mm große Tröpfchen von den Kapillarkräften im Boden festgehalten werden, was bedeutet, dass der Druckvorgang im Vakuum tatsächlich funktioniert.“

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