Raumfahrt: ISS-Besatzung nimmt 3D-Drucker in Betrieb

3D-Drucker auf der ISS: Werkstatt jenseits der Erde (Bild: Nasa)

3D-Druck bei Schwerelosigkeit: Die Besatzung der ISS hat den 3D-Drucker auf der Raumstation in Betrieb genommen. Der Testdruck funktionierte und sorgte schon für eine Überraschung.

Made in Space - hergestellt im Weltraum, lautet die Botschaft auf dem kleinen Plastikschild, darunter die Schrift der US-Raumfahrtbehörde Nasa. Aufgebaut wurde es von einem 3D-Drucker auf der Internationalen Raumstation (International Space Station, ISS). Es ist der erste 3D-Druck im Weltraum.

Barry "Butch" Wilmore, Leiter der 42. Expedition auf der ISS, hatte den 3D-Drucker am 17. November 2014 aufgestellt und den ersten Test durchgeführt. Ausgehend von diesem Testdruck - eine kleine Platte mit einem Loch in der Mitte und einer Stufe in der Kante - hatte die Nasa von der Erde aus Kommandos zur weiteren Kalibrierung an den Drucker gesandt.

Der Drucker ist einsatzbereit

Es folgte ein zweiter Test am 20. November. Dessen Ergebnis war, dass der 3D-Drucker voll einsatzbereit ist. Daraufhin wurde am 24. November das Kommando zum Druck der Platte mit der erhabenen Schrift an den Drucker gesandt. Die Platte soll am Gehäuse des Geräts angebracht werden - denn Made in Space ist nicht nur eine Botschaft, sondern auch der Name des Druckerherstellers.

Dieser Druck sei der erste Schritt, jenseits der Erde eine Werkstatt zur Verfügung zu stellen, die auf Verlangen Objekt herstelle, sagt Niki Werkheiser, Nasa-Projektleiterin für den 3D-Drucker auf der ISS. "Die Raumstation ist das einzige Labor, in dem wir diese Technik umfassend im Weltraum testen können."

Drucker muss sich selbst drucken können

Die Astronauten hätten als Erstes die Platte gedruckt, um zu zeigen, dass der 3D-Drucker Ersatzteile für sich selbst herstellen könne, sagt Werkheiser. "Wenn der Drucker für Forschungsreisende wichtig ist, muss er in der Lage sein, seine eigenen Teile zu replizieren, damit er bei längeren Reisen zum Mars oder einem Asteroiden weiterarbeiten kann."

Der 3D-Drucker nutzt das Verfahren der Schmelzschichtung (Fused Deposition Modeling, FDM). Er baut also Gegenstände aus einem Kunststoffdraht auf, der geschmolzen und durch eine Düse gedrückt wird. Ausgangspunkt war ein herkömmlicher Desktop-3D-Drucker, den Made in Space für den Einsatz in der Schwerelosigkeit modifiziert hat.

Vorbereitung für den Einsatz im All

So hat der Drucker ein Gehäuse aus Metall bekommen. Darin ist ein Glasfenster eingelassen, damit die Astronauten den Druck im Auge behalten können. Außerdem musste die Mechanik des Geräts angepasst werden. "Wir haben ein System entwickelt, das unabhängig von dem Gravitationsfeld, in dem es druckt, funktioniert", erklärte Marketingchef Grant Lowers Golem.de im vergangenen Jahr.

Getestet wurde der Drucker in Hunderten Parabelflügen. Dennoch sorgte schon der erste Druck auf der ISS für eine Überraschung: Das Schild haftete deutlich fester an der Arbeitsplatte als erwartet. Möglicherweise verbinden sich die einzelnen Kunststofflagen bei weitgehender Schwerelosigkeit anders als auf der Erde. Das müssen weitere Drucke zeigen.

Gedacht ist der 3D-Drucker dazu, dass die Besatzung auf der ISS Teile bei Bedarf vor Ort selbst herstellen kann, statt darauf warten zu müssen, dass sie von der Erde nachgeliefert werden. Außerdem dient der Test als Vorbereitung auf kommende Raumfahrtmissionen, etwa zum Mars.