de.wedoany.com-Bericht: Ein Forscherteam des Herbert Wertheim College of Engineering der University of Florida hat eine Methode vorgeschlagen, Mondregolith und Glas mittels Laser vor Ort zu „sintern" und zu formen, um daraus Strukturbauteile für eine Mondbasis zu gewinnen. Die unter der Leitung von Victoria M. Miller durchgeführte Studie wurde in der Zeitschrift Springer Nature veröffentlicht. Die Arbeit basiert auf einem zuvor teilweise von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) geförderten Projekt, das sich auf die Laserformgebung von Materialien unter weltraumnahen Bedingungen konzentrierte.
Die derzeitigen großen Weltraumprogramme – darunter das US-amerikanische Artemis, das gemeinsame chinesisch-russische Internationale Mondforschungsstation (ILRS) sowie das Konzept des „Moon Village" der Europäischen Weltraumorganisation – betrachten den Mond als Ziel für einen langfristigen Aufenthalt des Menschen. Mit dem erfolgreichen Abschluss der Artemis-II-Mission und der Ankündigung, in den 2030er Jahren eine Mondbasis zu errichten, ist der Übergang von der Erkundung zur Infrastruktur zu einer realen Herausforderung geworden. Eine entscheidende Einschränkung ist der Bau unter Mondbedingungen, während der Transport von Ausrüstung von der Erde extrem kostspielig ist. Eine Lösung besteht darin, den lokalen Boden – Mondregolith – als Baumaterial zu verwenden.
Die Laserformgebungsmethode basiert auf konzentrierter Infrarotstrahlung zur berührungslosen Erwärmung und Verformung von Materialien, ohne dass Formen, Pressen oder schwere Maschinen erforderlich sind – das Material biegt sich durch lokale thermische Spannungen. Die Forscher testeten das Verfahren unter verschiedenen Atmosphärenbedingungen, um seine Anwendbarkeit im Mondvakuum und auf anderen Himmelskörpern mit dünner Atmosphäre zu bewerten. In den Experimenten wurden Proben aus simuliertem Mondboden und daraus hergestelltem Glas verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Laserbehandlung Glas- und Keramikstrukturen effektiv formen kann, die für den Bau von Komponenten einer Mondbasis genutzt werden könnten. Diese Methode gehört zur Strategie der In-Situ Resource Utilization (ISRU), also der Nutzung lokaler Ressourcen anstelle des Transports von Materialien von der Erde.
Laut Miller liegt der Hauptvorteil dieser Technologie in der drastischen Reduzierung von Masse und Volumen der ins All zu bringenden Ausrüstung: Durch den Ersatz schwerer Bausysteme durch kompakte Laserenergiequellen können Materialien direkt auf dem Mond geformt werden. Dies ist besonders in der Mondumgebung wichtig, da jede zusätzliche Tonne Nutzlast die Missionskosten erheblich erhöht. Neben dem Bau von Basen könnte die Laserformgebung auch zur direkten Herstellung von Werkzeugen und Ersatzteilen im Orbit oder auf der Mondoberfläche eingesetzt werden, wodurch die Abhängigkeit von Nachschub von der Erde verringert wird. Dies ist für Langzeitmissionen, einschließlich der Arbeit auf Raumstationen, von entscheidender Bedeutung – der Mangel an Ersatzteilen gilt seit jeher als limitierender Faktor.
Die Autoren weisen zudem darauf hin, dass die Technologie auch über den Weltraum hinaus ein breiteres Potenzial besitzt – von der flexiblen Fertigung bis hin zum Bauwesen auf der Erde. Angesichts des Bevölkerungswachstums und der stark steigenden Nachfrage nach effizienteren Produktionsmethoden könnten derartige Lasertechnologien die Grundlage für neue Ansätze im Infrastrukturbau sowohl im Weltraum als auch auf der Erde bilden.
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