Die NASA setzt gezielt auf den Einsatz von 3D-Druckern und engagiert sich im Bereich Forschung und Entwicklung. Ein Ziel der NASA ist es, 3D-Drucker im Weltall einzusetzen und Astronauten und die Besatzungen der Raumstationen im Weltall bei ihrer Arbeit zu unterstützten.
Das US-amerikanische Unternehmen Launcher konnte vor wenigen Tagen erstmals sein 3D-gedrucktes E-2-Flüssigkeitsraketentriebwerk erfolgreich testen. Sie konnten den Nennschub, Druck und das Oxidationsmittel-/Kraftstoff-Mischungsverhältnis erfolgreich demonstrieren. Wir stellen die aktuellen Tests und Entwicklungen einmal genauer vor.
Die NASA hat mit der GRX-810-Metalllegierung ein neues 3D-Druck-Material für Anwendungen in Hochleistungssystemen der Luft- und Raumfahrt vorgestellt. Das Material soll Temperaturen von über 1090 °C standhalten. Um die Leistung des Materials zu erreichen, hat die NASA die 3D-Druck-Technologie mit thermodynamischer Modellierung kombiniert.
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat mit dem „Bioprint FirstAid“ ein Gerät entwickelt, das den 3D-Druck von Gewebestrukturen zur Wundheilung auf Raumfahrtmissionen ermöglichen soll. Dieser kam kürzlich auf der Internationalen Raumstation (ISS) an. Dort wurde er getestet und die Ergebnisse zu weiteren Untersuchungen zurück auf die Erde geschickt.
US-Forscher und Studenten arbeiten für die NASA an einer neuartigen Maschine die mittels Mehrachsen-3D-Druck und Robotertechnik völlig autonom Drohnen herstellen kann. Das Gehäuse der Drohnen soll mit 3D-Druck entstehen. Die Elektronik wird über Roboterarm verbaut. Die NASA unterstützt das Projekt um es vielleicht einmal auf dem Mars als autonome Drohnenfabrik einsetzen zu können.
US-Forscher der University of Arizona, bestehend aus Materialwissenschaftlern und Ingenieuren haben zusammen mit der Industrie ein System entwickelt, das Defekte in kritischen 3D-Druck-Bauteilen in Echtzeit verhindern können soll. In dem System kommt auch künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) zum Einsatz. Die NASA unterstützt das Projekt mit einem sechsstelligen Betrag.
Die deutsche Moto-Denkfabrik Hookie aus Dresden in Sachsen hat ein futuristisches Konzept für ein Weltraum-Motorrad zur Erkundung der Marsoberfläche entwickelt. Um die NASA auf ihre Arbeit aufmerksam zu machen, nutzten sie 3D-Drucker um den Prototypen herzustellen. Die NASA war sprachlos.
Die University of Nebraska in Ohama und Copper3D arbeiten seit mehreren Jahren an einem 3D-Druck-Material mit antimikrobieller Wirkung für den Einsatz im Weltall. Das 3D-druckbare Material soll nach dem Recycling wiederverwendbar sein und dabei seine antimikrobiellen Eigenschaften nicht verlieren. Die Forschungspartner erhielten nun erneut einen Zuschuss in Höhe von 1,125 Mio. USD von der NASA.
Das 3D-Druck-Unternehmen ICON wurde mit der Herstellung einer Struktur für das Leben auf dem Mars beauftragt. Die Struktur entstand im Johnson Space Center als Teil des Crew Health and Performance Exploration Analog (CHAPEA) der NASA. Das Projekt soll der NASA Daten liefern, die künftig längere Aufenthalte auf den Mars ermöglichen sollen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Sintavia hat eine proprietäre 3D-Druck-Technologie für GRCop-42 entwickelt. Eine derartige Kupferlegierung wird von der NASA und Raumfahrtunternehmen verwendet. Sintavia arbeitet außerdem an proprietären Standards für weitere 3D-Drucker-Materialien und feuerfeste Legierungen für die Luft- und Raumfahrt und das Militär.
Im Rahmen der Vascular Tissue Challenge hat die NASA zwei Wissenschaftlerteams des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine mit dem ersten und zweiten Platz ausgezeichnet. Der Wettbewerb zielte darauf ab, das Tissue Engineering – oder zu Deutsch „Gewebezucht“ – zu beschleunigen. Die Gewinnerteams nutzten die Vorteile des 3D-Drucks, um ihre Varianten vom lebendigen Gewebe herzustellen. Eine solche Gewebezucht würde nicht nur den Weltraumforschern zukünftige Missionen erleichtern, sondern auch Menschen auf der Erde behilflich sein.
Niederländische Forscher der TU Delft arbeiten für die NASA an einem Konzept zum Bau unterirdischem Wohnraums auf dem Mars. Dazu sollen Roboter namens Zebro in Schwärmen ähnliche wie Ameisenkolonien eingesetzt werden. Als Baumaterial wird „Marsbeton“ eingesetzt und parallel zum Ausheben der Gräben von Robotern die Wände im 3D-Druckverfahren hergestellt.
Der Perserverance Mars Rover der NASA, der über ein MOXIE-System verfügt, welches zum Teil mit 3D-gedruckten Komponenten ausgestattet ist, landete im Februar 2021 erfolgreich auf dem Mars. Die NASA gab jetzt bekannt, dass es mithilfe des MOXIE-Systems gelang, Kohlendioxid in der Marsluft in Sauerstoff umzuwandeln. Für die Verantwortlichen ist dies ein Wegbereiter zur O2-Erzeugung im großen Maßstab.
Das Technologieunternehmen L3Harris hat 3D-gedruckte HF-Schaltungen mit dem Dragonfly Elektronik-3D-Drucker von Nano Dimension hergestellt. Diese werden zusammen mit unterschiedlichen 3D-Drucker-Materialien an der ISS unter Weltraumbedingungen getestet. Fallen die Ergebnisse in den Punkten Lebensfähigkeit und Haltbarkeit positiv aus, könnten sich neue Anwendungsmöglichkeiten ergeben.
Ein US-amerikanisches Studententeam hat mit dem Lunar Plume Alleviation Device (Luna PAD) einen Mondlandeplatz entwickelt, der mit Regolith als Baumaterial im 3D-Druckverfahren auf dem Mond gedruckt werden kann. Dieser soll die bei der Landung gedruckt werden und Staubstürme reduzieren. Im Februar soll der Prototyp auf Camp Swift ausführlichen Tests unterzogen werden.
Das Raumfahrt- und 3D-Druck-Unternehmen Relativity Space wurde vom Launch Services Programm (LSP) der US-Raumfahrtbehörde mit dem Start von den Kleinsatelliten „SmallSats“ beauftragt. Geplant ist der Start für den 30. Juni 2022. Relativity Space wurde bekannt für seine erste 3D-gedruckte Rakete Terran 1 und bringt immer wieder neue 3D-Druck-Projekte für die Raumfahrt an den Start.
Das Unternehmen Blue Origin hat sich gemeinsam mit anderen Raumfahrtunternehmen an der Teilnahme eines Entwurfswettbewerbs der NASA beworben und liegt mit seinem Mondlander aktuell sehr gut im Rennen. Blue Origin setzt auf einen mit 3D-Druck hergestellten Hochleistungsmotor namens „BE-7“ und konnte in ausführlichen NASA-Tests seine Eignung für die Landung auf dem Mond in dieser Woche unter Beweis stellen.
Forscher Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) und der NASA arbeiten an einem Solarantriebssystem, mit dem Raumschiffe im Weltall noch schneller vorankommen sollen. Dazu müssen sie jedoch sehr nahe an die Sonne heran. Ein sehr hitzebeständiges Metallschild aus dem 3D-Drucker soll das Vorhaben unterstützen und der extremen Hitze standhalten.
Das Raumfahrtunternehmen Relativity Space hat einen Vertrag mit Lockheed abgeschlossen. Es wird eine Terran-1-Rakete für ein Programm der NASA mit einem 3D-Drucker herstellen. Das Projekt soll 2023 an den Start gehen.
Die NASA schickt mit „Perseverance“ einen Rover auf den Mars, der über 11 Teile aus einem 3D-Drucker verfügt. Es handelt sich bei den Titanbauteilen um s.g. Sekundärstrukturen, die den Erfolg der Mission nicht gefährden würden, wenn sie ausfallen.
Das US-amerikanische 3D-Druckunternehmen ICON arbeitet im Rahmen des Projekts „Olympus“ an einem neuartigen Konstruktions-3D-Drucker für den Bau von Gebäuden auf anderen Planeten. Vorrangig soll der Weltraum-3D-Drucker auf dem Mond oder gar Mars eingesetzt werden können. Finanziell unterstützt wird ICON dabei von der NASA und der U.S. Air Force.