Projekt "Lunar PAD": Studenten entwickeln mit 3D-Druck herstellbaren und recycelbaren Landeplatz für sicherere Mondlandungen

Ein amerikanisches Studententeam hat mit dem Lunar Plume Alleviation Device (Lunar PAD) einen 3D-druckbaren und recycelbaren Start- und Landeplatz für künftige Mondmissionen entworfen. Der Platz kann laut einer Pressemitteilung der NASA auf Mondmissionen mit dem Mondmaterial Regolith angefertigt werden.

Erst vor zwei Wochen vermeldeten deutsche Forscher vom vom Laser Zentrum Hannover e.V. Fortschritte beim MOONRISE-Laser, der Regolith als 3D-Druck-Material nutzt und für den 3D-Druck von Gebäuden auf dem Mond eingesetzt werden könnte.

Die Studenten in dem Projekt der NASA haben Anfang des Jahres im SciTech-Forum 2021 des American Institute of Aeronautics and Astronautics ein Forschungspapier zu ihrem Konzept-Landeplatz unter dem Titel „Lunar PAD – On the Development of a Unique ISRU-Based Planetary Landing Pad for Cratering and Dust Mitigation“ vorgestellt.

Turbulente Staubstürme reduzieren

Bei einer Landung auf dem Mond kann beim Auslösen von Landungsverbrennungen loser Mondstaub aufgewirbelt werden. Die Innengeometrie des Landeplatzes soll den Mondstaub und die Stärke der turbulenten Staubstürme reduzieren.

In einem 12-wöchigen Schulungskurs wurde das Design bei der NASA Proposal Writing and Evaluation Experience 2019 vorgeschlagen. Die damals noch Dust DEVILS genannte Idee gewann die Teamfinanzierung und technische Unterstützung durch die internen Fachexperten der NASA. Im Juni 2020 wurde den Studenten die Finanzierung nach einer weiteren Präsentation der Idee gesichert. Nun sollte ein Prototyp entstehen, um diesen zu testen.

John Dankanich, Cheftechnologe am Marshall Space Flight Center der NASA, erklärte:

„Der Vorschlag befasste sich mit einem technologischen Problem, da das Projekt einen sicheren und wiederverwendbaren Landeplatz ermöglicht, der für eine nachhaltige Monderkundung erforderlich ist. Das Team arbeitete viele Hundert Stunden, engagierte NASA-Fachexperten und ging von der Konzeptformulierung zu einem vorläufigen Entwurf über. Sie haben dieses Design dann mit der Subskalenkonstruktion in wenigen Monaten in die Realität umgesetzt.“

3D-Druck des Prototypen

Ein Dach, das auf der Rakete sitzt und ein Innenvolumen aus Kanälen zur Umleitung des Abgases bildet die beiden Schichten des Pads. Die Schlitze am Dach ermöglichen es dem Auspuff, sich in den inneren Kanälen zu verteilen und wird aus den Lüftungsschlitzen am Rand der Startrampe gepumpt. Ein zentraler Kegel und Trennwände tragen das Gewicht der Rakete.

Für den Machbarkeitstest wurde ein spezielles, zementbasiertes Material und ein Beton-3D-Drucker von ICON verwendet. Ende Februar soll das Prototyp-Pad unter hohen Temperaturen und Belastungen mit einem echten Raketen-Heißfeuertest und Materialprobenauswertungen getestet werden. Die dafür benötigten Messgeräte wurden während des Drucks in das Pad integriert.

3D-Druck für Mond und Mars

Im Rahmen des Projekts „Olympus“ arbeitet das 3D-Druck-Unternehmen ICON an einem neuartigen Konstruktions-3D-Drucker für den Bau von Gebäuden auf anderen Planeten. Später soll dieser auf Mond und Mars eingesetzt werden. Und auch deutsche Forscher erzielen Fortschritte bei ihren Bemühungen, den 3D-Druck für Missionen auf dem Mond einzusetzen. Mit „Perserverance“ entstand ein Rover mit mehr als 10 Stücken aus dem 3D-Drucker für den Einsatz auf dem Mars. Über die weitere Entwicklung des Projekts berichten wir auch zukünftig im 3D-grenzenlos Magazin (Newsletter abonnieren).