Erfolgreicher 3D-Druck aus Mondgestein

US-Forscher verfolgen das Ziel, dass zukünftige Mond- oder Marsmissionen einfach landen, etwas vom örtlichen Gestein in einen 3D-Drucker geben und so Bauteile oder Werkzeuge fertigen können. «Das klingt nach Science Fiction, aber jetzt ist das wirklich möglich», sagt Amit Bandyopadhyay, Professor an der School of Mechanical and Materials Engineering an Washington State University. Denn seinem Team ist es erstmals gelungen, per 3D-Druck Objekte aus von der NASA bereitgestelltem Material zu fertigen, dessen Zusammensetzung lockerem Oberflächenmaterial des Mondes entspricht.

Eine Frage des Materials

Grössere Materialmengen per Raumschiff zu transportieren, verursacht gewaltige Kosten. Um in Zukunft Stützpunkte auf Mond oder Mars zu errichten, ist es daher wünschenswert, für den Bau und Reparaturen auf jenes Material zurückgreifen zu können, dass vor Ort leicht verfügbar ist: lockeres Oberflächengestein, sogenanntes Regolith. Ein Ansatz dafür ist der 3D-Druck aus diesem Gestein, weshalb die NASA 2010 auf Bandyopadhyay zugegangen ist, ob solch ein Druck aus Mondgestein realisierbar ist. Sein Team hat untersucht, ob das Gestein per Laser so zum Schmelzen gebracht werden kann, dass ein sinnvoller 3D-Druck möglich wird. Daraufhin wurden erste Testdrucks gemacht.

«Wir haben mit simuliertem Mondgestein gearbeitet, das die NASA bereitgestellt hat», meint Bandyopadhyay gegenüber pressetext. Die Mischung entspricht realem Regolith, dennoch ist der erfolgreiche Test nur ein erster Schritt. In der Praxis wird es sicher Variationen in der genauen Zusammensetzung von Mondgestein geben, doch ein allgemein hoher Kieselerdeanteil ist von Vorteil. «Es müssen auch andere Faktoren berücksichtigt werden wie die Schwerkraft», sagt zudem der Wissenschaftler. Es wird also noch viel Forschungsarbeit nötig sein.

Vielversprechender Ansatz

Die ersten Experimente sind vielversprechend verlaufen, wie das Team im Rapid Prototyping Journal genauer ausführt. Zwar waren die Forscher anfangs unsicher, ob das Mondmaterial sinnvoll zum Schmelzen gebracht werden könne, doch hat es sich insgesamt sehr ähnlich der zur Glasherstellung genutzten Kieselerde verhalten. Also hat das Team einige einfache Formen gedruckt und an die NASA geschickt. «Das sieht nicht toll aus, aber man kann daraus etwas herstellen», so Bandyopadhyay.

Noch gibt es zwar keine konkreten Anwendungspläne und es dürften wohl Jahre vergehen, ehe die NASA bei realen Missionen Regolith für den 3D-Druck nutzt. Dabei könnte Mondgestein auch mit irdischen Zusätzen vermengt werden, um beispielsweise festere Bauteile zu erhalten. Zudem hat für den 3D-Druck geschmolzenes Regolith Potenzial als Reperaturmethode. «Diese Materialien könnten auch als Kleber genutzt werden, um gebrochene Teile zusammenzufügen», erklärt der Professor. Auch auf diesem Gebiet hat das Team bereits experimentiert.

(bert/pte)