Wie 3D-Druck im Weltraum dazu beitragen wird, eine Million Menschen auf den Mars zu bringen

Cody Sattler und Michelle Money

Erwähnen Sie Weltraummissionen, was einem zuerst in den Sinn kommt, sind entweder Raketenwerfer, Raumschiffe, die auf einen anderen Planeten zusteuern, oder Astronauten, die in dicken Raumanzügen im Schwarz des Vakuums spazieren. All diese Dinge werden auf der Erde hergestellt, aber sowohl für die Bequemlichkeit als auch für Langstreckenreisen werden Dinge gebaut im Der Weltraum ist ein immer wichtigerer Aspekt der Raumfahrt.

Wenn wir den Mars kolonisieren wollen, müssen wir unbedingt die Möglichkeit haben, dort zu produzieren und idealerweise lokale Materialien zu verwenden, Andrew Rush, Präsident von Made In Space, Inc., einem Startup aus Jacksonville, Florida, das sich auf 3D-Druck im Weltraum spezialisiert hat, sagt Beobachter.

Made In Space ist das erste Unternehmen, das erfolgreich ein Objekt in einer außerirdischen Umgebung herstellt. Im 2016 hat die NASA Made In Space in Auftrag gegeben einen permanenten 3D-Drucker auf der Internationalen Raumstation zu installieren, um Werkzeuge, Ausrüstung und alles, was Astronauten an Bord benötigen, herzustellen.

In einem kürzlichen Interview mit Braganca hat Rush die faszinierende Wissenschaft der Herstellung inMikrogravitationsumgebungen und warum diese Technologie der Schlüssel zum Streben der Menschheit nach interplanetarer Industrialisierung ist.

Wie unterscheidet sich der 3D-Druck im Weltraum vom 3D-Druck auf der Erde?

Das Endziel ist dasselbe, nämlich Dinge in Echtzeit zu erstellen, um die Benutzeranforderungen zu erfüllen. Der größte Unterschied im Weltraum besteht darin, dass wir nicht über die Schwerkraft verfügen, um die Dinge dorthin zu bringen, wo wir sie hinstellen möchten. Daher müssen wir uns auf andere Kräfte verlassen, um das Material abzulagern.

Außerdem haben wir in einer Schwerelosigkeitsumgebung keine natürliche Konvektion wie Luftströmungen, die sich natürlich bewegen, um die Kühlung zu unterstützen. Wir müssen also eine thermische Kontrolle in das 3D-Drucksystem einbauen, um die heißen Teile heiß und die kühlen Teile kühl zu halten.

Im Grunde schaffen Sie eine erdähnliche Umgebung innerhalb der 3D-Druckmaschine.

Ja. Das ist eine gute Möglichkeit, es zu sagen.

Eines der großartigen Dinge bei der Fertigung in Mikrogravitation ist jedoch, dass wir tatsächlich Strukturen herstellen können, die dies nicht tun würdenin der Lage sein, ihre eigene Masse zu tragen, wenn sie auf der Erde wären. Dadurch können wir wirklich interessante Dinge tun.Wir können zum Beispiel eine spinnennetzartige Struktur herstellen, die ihr Eigengewicht im Raum halten und stabilisieren kann. Aber wenn Sie es auf den Boden legen, würde es unter dem Gewicht seiner eigenen Masse zusammenbrechen.

Mit dem 3D-Druck können wir diese Art von Objekten direkt im Weltraum herstellen, anstatt sie auf der Erde herzustellen und dann in den Weltraum sprengen.

Wie groß ist das Gerät, das sich derzeit auf der Raumstation befindet?

Es hat ungefähr die Größe einer anständigen Mikrowelle. Tatsächlich hängt die Größe unserer Drucker jedoch davon ab, was gedruckt werden muss und wie viel Platz zur Verfügung steht. Wir haben einige Drucker, die Strukturen viel größer machen können als die Drucker selbst. Sie können außerhalb der ISS im Vakuum des Weltraums operieren.

Was für Objekte hat dieser Drucker hergestellt? Und woraus bestehen sie?

Es hat eine Vielzahl von Dingen hergestellt, wie Ratschen, mit denen man Dinge optimieren kann, Strahlungsabdeckungen für verschiedene wissenschaftliche Experimente und von Studenten entworfene Kunst.

Im Moment haben wir drei Materialien auf der Raumstation. Wir haben Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), das wie Lego-Kunststoff ist und auch auf der Erde ein gängiges Material in 3D-Druckern ist. Dann haben wir ein hPolyethylen hoher Dichte (HDPE), ein flexibler und lebensmittelechter Kunststoff. Auch Milchkännchen werden aus Polyethylen hergestellt. Dann haben wir auch ein Polyetherimid/Polycarbonat (PEI/PC), ein Polymer in Luft- und Raumfahrtqualität, das stärkere, hitzebeständigere Materialien produziert.Es kann tatsächlich im Vakuum und in einer Umgebung mit niedriger Temperatur im Weltraum seine Festigkeit halten.

Können Sie ein Beispiel dafür geben, wie der 3D-Druck bei zukünftigen Weltraummissionen wie der Besiedlung des Mars eingesetzt werden kann?

Der Schlüssel zur Kolonisierung liegt darin, Werkzeuge mitzubringen und vom Land zu leben.Wenn wir den Mars besiedeln wollen, müssen wir unbedingt die Möglichkeit haben, dort zu produzieren und idealerweise lokale Materialien zu verwenden.Was wir in den letzten Jahren im Weltraum getan haben, ist die Entwicklung von Fertigungstechnologien, die von der Erde aus funktionieren können. Wenn wir zum Mars ziehen, können größere Versionen dieser 3D-Drucker verwendet werden, um dort Fundamente zu legen und unseren Lebensraum auszubauen.

In Bezug auf die Kolonisierung des Mars hat Elon Musk gesagt, er wolle bis 2050 eine Million Menschen zum Mars schicken. Halten Sie das für einen realistischen Zeitplan?

Ich halte 2050 für ein realistisches Ziel. Ich freue mich sehr auf Rückkehr der Menschen zum Mond in diesem Jahrzehnt. Ich denke, sobald wir zum Mond zurückkehren, ist es realistisch zu sagen, dass der Mars in weiteren 10 Jahren in Reichweite ist.

Made In Space war das erste Unternehmen, das einen 3D-Drucker zur ISS schickte (2016). Wie hat sich der 3D-Druck im Weltraum in den letzten vier Jahren entwickelt? Hatten Sie nennenswerte Konkurrenten?

Wir hatten einige staatliche Wettbewerbe. Der 3D-Druck ist für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) von großem Interesse. Russland hat einige Experimente in diesem Bereich durchgeführt. Ebenso China. Und wir haben auch andere Unternehmen in den USA gesehen, die sehr interessiert sind.

Wie hat sich COVID-19 auf Ihr Unternehmen ausgewirkt, sei es in der Forschung und Entwicklung oder im geschäftlichen Bereich?

COVID-19 hat offensichtlich jeden Aspekt unseres persönlichen und beruflichen Lebens schockiert. Dagegen sind wir gar nicht immun. Wir hatten das außerordentliche Glück, Kunden zu haben, insbesondere die NASA.

Wir haben uns sehr bemüht, unsere Visionen weiter umzusetzen und dabei so sicher wie möglich für unser Team und andere Organisationen, mit denen wir zusammenarbeiten, zu gewährleisten.