Drucken ohne Schwerkraft

Made in Space hat das Gerät für den Einsatz im Weltraum angepasst. Dazu gehörte unter anderem, ihm ein Gehäuse aus Metall zu verpassen. Vorn hat es ein Glasfenster, damit die Astronauten beim Drucken zusehen können. Damit allein sei es aber nicht getan gewesen: "Wir haben ein System entwickelt, das unabhängig von dem Gravitationsfeld, in dem es druckt, funktioniert", erklärt Marketingchef Grant Lowers Golem.de in einem per E-Mail geführten Interview. Das musste das Unternehmen auch bei Schwerelosigkeit testen.

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Jason Dunn, Technikchef von Made in Space, begutachtet den 3D-Drucker. (Foto: Made in Space)

Auf der Erde hält die Schwerkraft die Teile - vor allem lose wie Antriebsriemen - auf ihrem Platz. Auf der ISS hingegen fällt die Gravitation weitgehend weg. Dennoch müssen die Teile in allen drei Dimensionen festsitzen. "Man muss sicherstellen, dass Teile sich nur dann bewegen, wenn es sein muss, und dann halten, wenn es nötig ist", erzählte Made-in-Space-Technikchef Jason Dunn dem US-Techniknachrichtenangebot Giga Om. "Wenn bei einem 3D-Drucker irgendetwas nur einen Bruchteil eines Millimeters Spiel hat, kann das den ganzen Druck ruinieren."

30 Sekunden schwerelos

Die Kalifornier haben ihren Drucker in hunderten Parabelflügen getestet und sind sich sicher, dass er auf der ISS funktionieren wird. Obwohl die Perioden der Schwerelosigkeit bei einem solchen Flug nur relativ kurz sind - etwa 20 bis 30 Sekunden -, habe das für die Tests ausgereicht. "Nach jedem Flug hatten Drucker und Drucke 10 bis 15 Minuten Schwerelosigkeit ausgehalten. Das ermöglichte es uns, eine reichliche Menge an Druckproben zu untersuchen", sagt Lowers.

Ein 3D-Drucker auf der ISS oder im Stauraum einer interplanetarischen Mission hat durchaus seine Berechtigung: Statt eines Sammelsuriums an Ersatzteilen und Komponenten bekommen die Raumfahrer Material und 3D-Drucker mit, um das Material in eine beliebige Form zu bringen. Auf der ISS soll die Besatzung in erster Linie Teile drucken, die im Laufe der Zeit auf der Station kaputtgehen, wie Halterungen, Schrauben, Sechskantmuttern oder Federn, oder solche, die gerade fehlen, wie etwa ein Behälter zum Aufbewahren oder für ein Experiment. Sie könnten damit aber auch Cubesats, kleine würfelförmige Satelliten, bauen, die sie dann ins All entlassen.

Mit dem Drucker könnten die Astronauten schätzungsweise 30 Prozent der Kleinteile und Werkzeuge, die sie auf der ISS brauchen, herstellen, sagt Lowers. "Das wird das erste Mal sein, dass im Weltraum etwas hergestellt wird." Aber die Pläne der Raumfahrtagenturen gehen weit über die Herstellung von ein paar Ersatzteilen hinaus.