Nasa: Schweißen in der Schwerelosigkeit
"Lange Zeit haben wir Befestigungselemente, Nieten oder andere mechanische Mittel verwendet, um Strukturen zusammenzuhalten, die wir im Weltraum zusammenbauen" , sagt der Materialwissenschaftler Andrew O'Connor von der Marshall University. Diese Zeit soll bald vorbei sein, wenn es nach der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa geht. Sie hat mit der Ohio State University eine mehrjährige Laserstrahlschweiß-Kooperation vereinbart(öffnet im neuen Fenster) .
Mit dem Projekt sollen die physikalischen Prozesse des Schweißens auf der Mondoberfläche verstanden werden. Dafür werden die Auswirkungen des Laserstrahlschweißens in einer Umgebung mit kombiniertem Vakuum und reduzierter Schwerkraft erforscht.
Damit sollen die Fertigungskapazitäten im Weltraum erhöht werden, um etwa große Strukturen auf dem Mond zusammenzubauen oder Reparaturen durchzuführen. Das soll die Raumfahrt auf den nächsten großen Schritt vorbereiten: Astronauten zum Mars und darüber hinaus zu schicken .
Schweißen im All: Zunächst müssen Daten gesammelt werden
"Wir begreifen langsam, dass wir möglicherweise im Weltraum schweißen müssen, wenn wir wirklich starke Verbindungen wollen, und wenn wir wollen, dass die Strukturen zusammenhalten, wenn sie auf der Mondoberfläche zusammengebaut werden" , so O'Connor.
Um das Verhalten von Schweißnähten im Weltraum zu untersuchen, wird das Projektteam Daten zur Temperatur und Wärmeübertragung im Vakuum, Größe und Form des geschmolzenen Bereichs unter einem Laserstrahl, Aussehen des Schweißquerschnitts nach dem Erstarren und die Veränderung der mechanischen Eigenschaften von Schweißnähten unter Umgebungsbedingungen sammeln, die die Mondoberfläche nachahmen.
"Sobald man die Erde verlässt, wird es schwieriger zu testen, wie die Schweißnaht funktioniert. Deshalb nutzen wir sowohl Experimente als auch Computermodelle, um das Schweißen im Weltraum vorauszuberechnen, während wir noch auf der Erde sind" , sagte O'Connor.
Parabelflug: Schweißen in simulierter Schwerelosigkeit
Ein erster Versuch in simulierter Schwerelosigkeit wurde im August 2024 durchgeführt. An Bord einer Boeing 727 wurde der Prozess des Hochleistungs-Faserlaserstrahlschweißens durchgeführt. Während des Parabelflugs befanden sich das Forschungsteam und ihr Experiment in etwa 20-sekündiger Schwerelosigkeit.
60 von 70 Schweißnähte wurden in diesem Zeitraum geschlossen. Die Schwerkraft ähnelte dabei der Anziehungskraft der niedrigen Erdumlaufbahn und der Mondgravitation. Das letzte Mal, dass die Nasa im Weltraum schweißte, war während der Mission Skylab im Jahr 1973.
Die Möglichkeit, Strukturen im Weltraum zu schweißen, würde auch den Transport von Nieten und anderen Materialien überflüssig machen und die Nutzlast für die Raumfahrt reduzieren. Zudem wird es für die Entwicklung der Weltraumwirtschaft notwendig sein, diese Technik zu beherrschen.
- Anzeige Hier geht es zu Die Geschichte der Raumfahrt bei Amazon Wenn Sie auf diesen Link klicken und darüber einkaufen, erhält Golem eine kleine Provision. Dies ändert nichts am Preis der Artikel.