Forschungsprojekt Moonrise
3D-Druck mit geschmolzenem Mondstaub
Wissenschaftler des Laser Zentrums Hannover (LZH) und der Technischen Universität (TU) Berlin planen einen Flug zum Mond, um dort mit Laserstrahlung Mondstaub aufzuschmelzen. Das Verfahren soll zur Herstellung 3D-gedruckter Infrastrukturen auf dem Erdtrabanten dienen.
Im Projekt Moonrise möchte ein gemeinschaftliches Forschungsteam des Laser Zentrums Hannover und der TU Berlin der Frage nachgehen, wie zukünftig mit dem Laser Landeplätze, Straßen oder Gebäude aus Mondstaub gefertigt werden können. Dazu will das Team ein Lasersystem zur Mondoberfläche bringen, das den dort vorhandenen Gesteinsstaub schmilzt. Künstliche Intelligenz soll den Laserprozess dabei unterstützen. Ziel ist es zu zeigen, dass Laserschmelzen auf dem Mond funktioniert – und perspektivisch zur Herstellung von 3D-gedruckter Infrastruktur für eine Mondbasis genutzt werden kann.
Hohe Transportkosten
Beispielsweise hat die europäische Weltraumorganisation ESA Pläne für ein ’Moon Village’. Der Mond eignet sich durch die geringere Schwerkraft und das Fehlen einer Atmosphäre etwa als einer Zwischenstation für den Aufbau von Weltraum-Missionen. Dafür müssen dort jedoch Gebäude entstehen. „Mit Kosten von bis zu einer Million Dollar pro Kilogramm wäre ein vollständiger Transport des Materials von der Erde auf den Mond extrem kostspielig“, erklärt Projektleiter Jörg Neumann. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Pulverisiertes Mondgestein (Regolith) ist auf dem Mond dagegen in großen Mengen verfügbar und könnte als Rohmaterial zum 3D-Druck verwendet werden. Das Nutzen und Verarbeiten von vor Ort vorhandenen Materialien wird in der Raumfahrt auch als In-Situ Resource Utilization (ISRU) bezeichnet.
Die Grundlagen dafür sind bereits gelegt. So wurde in einem Vorgängerprojekt ein Laser entwickelt und getestet. Außerdem gelang es, Regolith im Einstein-Elevator des ’Hannover Institute of Technology’ (HiTEC) der Leibniz Universität Hannover unter Mondgravitation aufzuschmelzen. Im neuen Projekt geht es nun darum , den Laser fit für den Mondflug zu machen. Das Projektteam will ein Flugmodell des Lasers entwickeln, das für den Einsatz im Weltraum qualifiziert ist. Das Manufacturing Execution System (MES) HYDRA optimiert Produktionsprozesse für Fertigungsunternehmen, um Wettbewerbsvorteile zu erzielen. ‣ weiterlesen
MES-Integrator und 360-Grad-Partner für optimierte Fertigung
Unterstützung durch KI
KI soll den Laser unterstützen. Eine Kamera wird auf dem Mond Fotos machen, die dann vom Forschungsteam auf der Erde mithilfe eines Bildverarbeitungssystems ausgewertet werden. Das System soll bei der Analyse des mit dem Laser aufgeschmolzenen Mondstaubs helfen und eine KI-basierte Prozess- und Qualitätskontrolle ermöglichen.
Da die KI für den Mondeinsatz schon im Vorfeld trainiert werden muss, soll an der TU Berlin ein Labor entstehen, in dem das Regolith unter Beleuchtungsverhältnissen fotografiert wird, die denen auf dem Mond nachempfunden sind. So wird ein entsprechender Pool an Bildern angelegt, mit denen die KI lernen kann. „Zudem wurde über die letzten Jahre ein Regolithbaukasten entwickelt, der es ermöglicht, die verschiedenen möglichen Landestellen von den Eigenschaften her präzise nachzustellen. Dieser wird im Projekt dann an die finale Landestelle auf dem Mond angepasst, sodass im Labor der Laser und die KI auf die reale Mondmission hin ausgerichtet werden können“, erklärt Benedict Grefen von der Arbeitsgruppe ’Exploration und Antriebe’ im Fachgebiet Raumfahrttechnik der TU Berlin. Der Start der Mission ist für das Jahr 2024 geplant.
