Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), Forschungsbehörde des US-Verteidigungsministeriums, hat laut einem Bericht ein neues Forschungsprojekt gestartet, um Satellitenstrukturen direkt im Weltraum zu bauen, anstatt sie von der Erde aus zu starten. Das Konzept sieht vor, Rohmaterialien in den Orbit zu transportieren und dort mithilfe von 3D-Druck sowie autonomen Montageprozessen zu verarbeiten. Die Idee könnte Kosten senken und völlig neue Konstruktionsmöglichkeiten für Satelliten und Raumfahrtstrukturen ermöglichen.
Von der ISS zur autonomen Satellitenmontage
Der Aufbau von Strukturen im Orbit ist nicht neu – die Internationale Raumstation ISS wurde über Jahrzehnte hinweg in mehreren Etappen im All zusammengesetzt. Der aktuelle DARPA-Ansatz unterscheidet sich jedoch, da er sich auf die Konstruktion kleinerer Satelliten konzentriert und erstmals vollständig autonome Fertigungstechniken einsetzt.
Im Rahmen des NOM4D-Programms (Novel Orbital and Moon Manufacturing, Materials, and Mass-efficient Design) arbeitet DARPA mit führenden Universitäten wie dem California Institute of Technology (Caltech) und der University of Illinois Urbana-Champaign zusammen. Diese haben in den ersten beiden Forschungsphasen bereits bedeutende Fortschritte erzielt. Nun sollen in Phase 3 erste Tests im Weltraum durchgeführt werden, um den autonomen Montageprozess zu erproben.
Biologisch wachsende Strukturen im All?
Neben mechanischen Konstruktionsmethoden untersucht DARPA auch eine noch experimentellere Idee: den Einsatz biologischer Wachstumsmethoden im All. Ziel ist es, lebende Organismen oder biologisch abgeleitete Materialien zu nutzen, um sich selbst reparierende oder wachsende Strukturen zu erzeugen. Fortschritte in der synthetischen Biologie, insbesondere im Bereich metabolischer Prozesse und extremophiler Organismen, könnten dabei eine Rolle spielen.
Solche organisch wachsenden Strukturen könnten zahlreiche Anwendungen haben – von flexiblen Antennensystemen über Fangnetze für Weltraumschrott bis hin zu potenziellen Bauelementen für zukünftige Raumstationen oder gar Weltraumlift-Projekte.
Erste Tests in der Praxis
Ein wichtiger Meilenstein des Projekts ist ein Testlauf, bei dem ein autonomer Roboter im All eine Antennenstruktur aus leichten Verbundwerkstoffen zusammenfügt. Die Struktur wird einen Durchmesser von 1,4 Metern haben und von Bordkameras überwacht. Langfristig sollen die Technologien skaliert werden, um Antennen mit mehr als 100 Metern Durchmesser zu bauen – was eine deutliche Verbesserung der Kommunikations- und Überwachungssysteme im Weltraum bedeuten könnte.
Sollten sich die Konzepte bewähren, könnte sich der Bau von Weltraumstrukturen grundlegend verändern. Satelliten und andere Raumfahrtsysteme wären nicht mehr durch die Größe und Tragfähigkeit von Raketen begrenzt, sondern könnten direkt vor Ort in den optimalen Dimensionen entstehen.