Esa: Kommt eine europäische Mondbasis aus dem 3D-Drucker?

Die Esa testet, ob es möglich ist, eine Mondstation per 3D-Druck aus Mondgestein aufzubauen. An dem Projekt ist auch das Büro des renommierten britischen Architekten Norman Foster beteiligt.

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Mondstation aus dem 3D-Drucker: Struktur wie ein Vogelknochen
Mondstation aus dem 3D-Drucker: Struktur wie ein Vogelknochen (Bild: Foster+Partner)

Eine Mondstation aufzubauen, ist weniger aufwendig, wenn nicht alle Komponenten von der Erde mitgebracht werden müssen. Die europäische Raumfahrtagentur (European Space Agency, Esa) hat ein Konzept entwickelt, wie eine Station aus Mondmaterial erbaut werden kann: Sie wird gedruckt.

  • Blick in ein Mondhaus, das das britische Architekturbüro Foster+Partners entworfen hat. (Bild: Foster+Partners)
  • So würde die Station auf dem Mond aussehen. (Bild: Foster+Partners)
  • Sie soll am lunaren Südpol errichtet werden. (Bild: Foster+Partners)
  • Wand aus simuliertem Mondgestein: Die Zellstruktur bietet Stabilität bei relativ geringem Gewicht. (Bild: Esa)
  • 3D-Drucker D-Shape im Einsatz (Bild: Monolite)
Blick in ein Mondhaus, das das britische Architekturbüro Foster+Partners entworfen hat. (Bild: Foster+Partners)
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"Der 3D-Druck stellt eine potenzielle Möglichkeit dar, die von der Erde aus notwendige Logistik zu reduzieren und die Besiedlung des Mondes damit zu erleichtern", sagt Esa-Mitarbeiter Scott Hovland. "Mit 3D-Druckverfahren werden auf der Erde schon komplexe Gebäudestrukturen erzeugt", ergänzt Esa-Projektleiter Laurent Pambaguian. Warum also nicht auch auf dem Mond? Die Esa prüft zusammen mit mehreren Unternehmen, ob und unter welchen Bedingungen ein solches Unterfangen möglich ist.

Iglus auf dem Mond

Die Mondhäuser sollen die Form einer Kuppel haben - vergleichbar dem Iglu der Inuit. Ausgangspunkt ist ein zylindrisches Modul, das von der Erde mitgebracht wird. Es bildet den Eingang des Mondhauses. Der Wohnraum ist eine aufblasbare Kuppel, die an den Zylinder angesetzt wird. Um diese herum wird dann eine Mauer aus Regolith gebaut, die Schutz vor Mikrometeoriten und Strahlung bieten soll.

Die Mauer ist nicht massiv, sondern hat "eine hohle, geschlossene Zellstruktur, vergleichbar mit der von Vogelknochen", erklärt Jethro Hon von Foster+Partner. Diese Struktur soll Stabilität bei vergleichsweise geringem Gewicht bieten. Das renommierte, von Norman Foster gegründete Architekturbüro hat das Mondhaus entworfen. Die Briten haben schon einen 1,5 Tonnen schweren Block aus simuliertem Regolith gebaut. Das Material stammt aus einem Vulkan im Bolsenasee in Mittelitalien. Das Basaltgestein von dort ist weitgehend mit Mondgestein identisch.

Sanddrucker

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Bei dem Gerät handelt es sich um einen D-Shape, den der Italiener Enrico Dini entwickelt hat. Das Gerät, das aus einem etwa 6 Meter großen Rahmen besteht, baut dreidimensionale Strukturen aus Sandstein, indem es Sand schichtweise aufbringt und mit einem Bindemittel, das aus mehreren Düsen versprüht wird, verklebt.

Dinis Unternehmen Monolite baut mit dem 3D-Drucker beispielsweise Kunstwerke auf. Der niederländische Architekt Janjaap Ruijssenaars hat kürzlich angekündigt, mit einem D-Shape ein Haus in Form einer Endlosschleife zu konstruieren.

D-Shape schafft 2 Meter in der Stunde

"Zunächst mussten wir das simulierte Mondmaterial mit Magnesiumoxid vermischen. Dadurch wird es zu 'Papier', mit dem wir drucken können", erzählt Dini. "Die strukturgebende 'Tinte' stellen wir mit der Zugabe eines bindenden Salzes her, welches das Material in einen steinartigen Festkörper verwandelt." Das aktuelle Modell des D-Shape baut durchschnittlich etwa 2 Meter pro Stunde. Der Nachfolger soll 3,5 Meter pro Stunde schaffen. Das soll ausreichen, um in einer Woche ein Gebäude aufzubauen.

Der Einsatz auf dem Mond hat allerdings einige Tücken, mit denen sich das italienische, auf Weltraumforschung spezialisierte Unternehmen Alta auseinandergesetzt hat: So verdampft etwa Flüssigkeit im Vakuum. Das Team um Giovanni Cesaretti fand eine Lösung: "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."

Station am Südpol

Eine solche Station würde am lunaren Südpol errichtet. Dort hat die Raumsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) größere Mengen gefrorenen Wassers entdeckt. Zudem liegt die Region praktisch rund um die Uhr im Sonnenlicht. Das bedeutet, die Temperaturen schwanken dort am wenigsten, und es kann Strom mit Solarzellen erzeugt werden.

Die Esa plant für das Jahr 2018 eine unbemannte Mission zum lunaren Südpol.

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