de.wedoany.com-Bericht: Das britische Raumfahrtunternehmen Space Forge arbeitet daran, Halbleiterkristalle in der Schwerelosigkeit des Orbits zu züchten und plant, die ersten Weltraumkristalle im Laufe des Jahres 2026 zur Erde zurückzubringen. Der CEO des Unternehmens, Joshua Western, erklärte, dass die Fertigung im Weltraum die Reinheit von Verbindungshalbleiterkristallen um das Drei- bis Fünffache steigern könnte. Chips aus diesen Materialien könnten in Endanwendungen Größe, Gewicht und Energieverbrauch um bis zu 60 Prozent reduzieren.
Das Konzept des Kristallwachstums im Weltraum reicht bis in die Zeit des Kalten Krieges zurück. Am 24. Januar 1974 züchtete die Mission Skylab IV der USA im Orbit durch Elektrochemie Silberkristalle mit einem Gewicht von 1 Gramm und 5 Gramm. Der Missionskommandant, Colonel Gerald Carr, beobachtete, dass diese Weltraumkristalle eine perfektere Mikrokristallstruktur aufwiesen. Ein Forschungsbericht aus dem Jahr 1976 stellte fest, dass Unterschiede im Abscheidungsverhalten, in der Konvektion und im Auftrieb unter Mikrogravitation zu einer gleichmäßigeren Größe und Struktur der Kristalle führten.
Diese historische Forschung ist die wissenschaftliche Grundlage, auf die sich Space Forge beruft. Das Unternehmen erhielt 22,6 Millionen Pfund (30,5 Millionen US-Dollar) in einer Serie-A-Finanzierungsrunde, angeführt vom NATO Innovation Fund, mit Beteiligung des World Fund und der British Business Bank. Dies ist die bisher größte Serie-A-Finanzierung im britischen Raumfahrttechnologiesektor. Der erste Fertigungssatellit des Unternehmens, ForgeStar-1, wurde am 23. Juni 2025 gestartet und erzeugte im Dezember desselben Jahres erfolgreich autonom Plasma im Orbit.
Physikalisch gesehen sind die im Orbit unter Mikrogravitation gezüchteten Kristalle in Größe und Struktur gleichmäßiger, was zu „reineren“ Kristallen führt. Nach ihrer Rückkehr zur Erde können diese Weltraumkristalle als Keime für etwa zehn Generationen besserer neuer terrestrischer Kristalle dienen. Western schätzte auf der Konferenz „UK In-Orbit Servicing, Assembly and Manufacturing 2025“ (ISAM 2025) in Belfast, dass dies „etwa 100 Millionen Chips pro Flug“ bedeuten könnte.
Space Forge stellt klar, dass es nicht sein Ziel ist, im KI-Hype-Zyklus mit Silizium-CMOS zu konkurrieren. Dr. Andrew Griffiths, leitender CVD-Ingenieur des Unternehmens, erklärte, dass der Silizium-CMOS-Prozess bereits hochgradig ausgereift sei und der Schlüssel in der Prozessskalierung und nicht in der Kristallreinheit liege. „Die wirklich disruptive Wirkung der Weltraumfertigung liegt bei Verbindungs- und Breitbandhalbleitern, wo die Materialreinheit nach wie vor eine harte Grenze für die Leistungsfähigkeit darstellt. Im Weltraum gezüchtete Kristalle bieten die Möglichkeit für eine sprunghafte Verbesserung. Selbst geringe Mengen extrem hochwertiger Materialien, wie Diamant, können aufgrund ihrer unübertroffenen thermischen Eigenschaften eine enorme Wirkung erzielen.“
Ein wesentlicher Engpass für die Fertigung im Orbit ist die Rückführfähigkeit. Dave Barnhart, CEO und Mitbegründer des anderen In-Orbit-Service-Unternehmens Arkisys Inc., wies darauf hin, dass die Rückführkapazität derzeit auf wenige Kilogramm beschränkt ist und Herausforderungen bei sicherem Wiedereintritt, Landung und Kosten bestehen. Space Forge verwendet einen neuartigen Hitzeschild namens Pridwen, der Wärme durch Strahlung und nicht durch standardmäßige ablative Techniken ableitet und bereits in Parabelflügen unter Mikrogravitation getestet wurde.
Am 31. Dezember 2025 berichtete Space Forge, dass der ForgeStar-Satellit erfolgreich autonom Plasma im Orbit mit einem mikrowellenplasmaverstärkten CVD-System erzeugt habe. Das System wurde von einem Bordcomputer autonom gesteuert, der Mikrowellenleistung, Gasfluss, Kammerdruck, Timing und Abgas präzise regelte. Dr. Griffiths erklärte, dies beweise, dass „eine vollständige Miniatur-Weltraumfabrik, betrieben von Solarzellen und Batterien, in der Lage ist, im Orbit autonom ein halbleiterfähiges, kontrolliertes Mikrowellenplasma ohne menschliches Eingreifen zu erzeugen.“
Space Forge erwartet, die Weltraumkristalle im Laufe des Jahres 2026 zur Erde zurückzubringen, indem nach Abschluss des achten Ziels der ForgeStar-Mission die Pridwen-Rückkehrkapsel freigesetzt wird, verspricht jedoch nicht, bis 2026 einen funktionsfähigen Halbleiterprototypen zu liefern. Die langfristige Vision des Unternehmens ist der Bau spezieller Orbitalfabriken, die Rohmaterialien aufnehmen und fertige Wafer produzieren können, wodurch Störfaktoren durch menschliche Anwesenheit in industriellen Prozessen eliminiert werden.
Arkisys treibt ebenfalls seine „Ports“-Initiative voran – unbemannte Servicelager für verschiedene Umlaufbahnen oder Planeten. Das Unternehmen erwartet, bis 2030 eine vollständige Raumstation mit drei bis fünf Hafenmodulen zu stationieren, die einen 90-Tage-Betriebsrhythmus unterstützen. Barnhart glaubt, dass der Schlüssel zur groß angelegten Weltraumindustrie in der Reife der logistischen Infrastruktur liegt.
Als Empfänger von Mitteln des NATO Innovation Fund wird Space Forge als Unternehmen betrachtet, das Dual-Use-Technologien herstellt. Dr. Ed Smith, Leiter der Materialforschung des Unternehmens, sagte: „Die Unterstützung und Bestätigung von Space Forge durch den NATO Innovation Fund beweist die Kritikalität und Notwendigkeit dessen, was wir aufbauen.“ Das Unternehmen konzentriert sich derzeit auf den Aufbau von Fertigungskapazitäten für Weltraummaterialien und ist offen dafür, entweder ein unabhängiges Unternehmen zu werden oder Teil eines größeren kommerziellen Ökosystems zu werden, falls es übernommen wird.
