Der erste 3D-Drucker, der geschmolzenes Metall im Weltraum verwendet, fliegt diese Woche zur ISS

Neuauflage von Plato

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Die Mondmission Apollo 13 verlief nicht wie geplant. Nachdem eine Explosion einen Teil des Raumschiffs weggeblasen hatte, verbrachten die Astronauten ein paar erschütternde Tage damit, nach Hause zu kommen. Irgendwann musste die Besatzung dies tun, um die Luft atmungsaktiv zu halten Einen Konverter zusammenbasteln für schlecht sitzende CO2-Wäscher mit Klebeband, Raumanzugteilen und Seiten aus einem Missionshandbuch.

Sie haben es nicht bis zum Mond geschafft, aber Apollo 13 war eine Meisterklasse im Hacking. Es war auch eine düstere Erinnerung daran, wie allein Astronauten sind, sobald ihr Raumschiff abhebt. Es gibt (noch) keine Baumärkte im Weltraum. Welche ausgefallenen neuen Tools wird die nächste Generation von Weltraum-Hackern nutzen? Der erste 3D-Drucker zur Herstellung von Kunststoffteilen kam vor einem Jahrzehnt auf der ISS an. In dieser Woche, Astronauten erhalten den ersten Metall-3D-Drucker. Die Maschine sollte am Donnerstag im Rahmen der Nachschubmission Cygnus NG-20 auf der ISS eintreffen.

Der erste 3D-Drucker, der Metall im Weltraum druckt (hier abgebildet), ist auf dem Weg zur ISS. Bildnachweis: ESA

Gebaut von einem von Airbus geführten TeamDer Drucker ist etwa so groß wie eine Waschmaschine – klein für Metall-3D-Drucker, aber groß für die Weltraumforschung – und verwendet Hochleistungslaser, um Metalllegierungen bei Temperaturen von über 1,200 Grad Celsius (2,192 Grad Fahrenheit) zu verflüssigen. Geschmolzenes Metall wird in Schichten abgelagert, um daraus kleine (aber hoffentlich nützliche) Objekte wie Ersatzteile oder Werkzeuge herzustellen.

Astronauten werden den 3D-Drucker im Columbus-Labor auf der ISS installieren, wo das Team vier Testdrucke durchführen wird. Anschließend planen sie, diese Objekte nach Hause zu bringen und ihre Stärke und Integrität mit Abdrücken zu vergleichen, die unter der Schwerkraft der Erde angefertigt wurden. Sie hoffen auch, dass das Experiment zeigt, dass der Prozess, der viel höhere Temperaturen als bei früheren 3D-Druckern und schädliche Dämpfe erfordert, sicher ist.

„Der Metall-3D-Drucker wird neue Fertigungsmöglichkeiten im Orbit eröffnen, einschließlich der Möglichkeit, tragende Strukturteile herzustellen, die widerstandsfähiger sind als ein Kunststoffäquivalent“, sagt Gwenaëlle Aridon, leitende Ingenieurin bei Airbus sagte in einer Pressemitteilung. „Astronauten werden in der Lage sein, direkt Werkzeuge wie Schraubenschlüssel oder Montageschnittstellen herzustellen, die mehrere Teile miteinander verbinden könnten. Die Flexibilität und schnelle Verfügbarkeit des 3D-Drucks wird die Autonomie der Astronauten erheblich verbessern.“

Einer von vier für die ISS-Mission geplanten Testdrucken. Bildquelle: Airbus Space and Defence SAS

Da die Maschine fast zwei Tage pro Druckauftrag benötigt, ist sie kaum ein Geschwindigkeitsdämon und die gedruckten Objekte werden an den Rändern rau sein. Nach der ersten Demonstration des Partialgravitations-3D-Drucks auf der ISS verlief die Entwicklung von Technologien, die für die orbitale Fertigung geeignet sind, nur langsam. Aber wie die Die ISS nähert sich dem Ende ihrer Lebensdauer und private Raumstation und andere Infrastrukturprojekte in Gang kommen, könnte die Technologie weitere Einsatzmöglichkeiten finden.

Der Bedarf, Artikel auf Abruf herzustellen, wird umso größer, je weiter wir von zu Hause wegreisen und je länger wir dort bleiben. Die ISS ist relativ nahe – nur ein einziges Mal 200 Meilen über uns– aber Astronauten erforschen und bauen eine dauerhaftere Präsenz auf Auf dem Mond oder der Mars muss alles reparieren und ersetzen, was auf seiner Mission kaputt geht.

Ambitioniert und sogar noch weiter entfernt könnte der Metall-3D-Druck zur ESA-Vision eines „Kreislaufwirtschaft im Weltraum“, bei dem Material von alten Satelliten, verbrauchten Raketenstufen und anderer Infrastruktur bei Bedarf zu neuen Strukturen, Werkzeugen und Teilen recycelt wird.

Klebeband wird zweifellos immer einen Platz in der Werkzeugkiste eines jeden Weltraum-Hackers haben – aber ein paar 3D-Drucker, um Plastik- und Metallteile im Handumdrehen herzustellen, werden der Sache sicherlich nicht schaden.

Bild-Kredit: NASA