3D-Druck aus Mondsand: Chinesische Forscher entwickeln Baumaterialien für Mondbasis

Ein chinesisches Forschungsteam an der Huazhong-Universität arbeitet daran, Mondsand (Regolith) als Baumaterial für die geplante Mondbasis ILRS (International Lunar Research Station) zu nutzen. Wie der Staatssender CCTV berichtet, wurden Prototypziegel aus simuliertem Regolith bereits erfolgreich getestet. Ziel ist es, Baumaterialien zu entwickeln, die den extremen Bedingungen auf dem Mond standhalten.

Der Mondboden, der reich an Oxiden, Metallen und Siliziumverbindungen ist, bietet eine gute Grundlage für den 3D-Druck. Erste Analysen basieren auf Proben, die durch die Chang’e-Missionen gesammelt wurden. Diese Proben halfen dabei, Materialien zu entwickeln, die dem echten Regolith ähneln. Daraus wurden Prototypziegel hergestellt und im All getestet.

Die Herausforderungen auf dem Mond sind erheblich: Die Temperaturen schwanken zwischen 127 °C und -183 °C, ein Unterschied von 310 °C. Zudem erschweren geringe Schwerkraft und Strahlung den Bau. Für die benötigten Behausungen muss daher eine robuste Wärmeregulierung sowie eine hohe strukturelle Festigkeit sichergestellt werden.

Das Team schlägt ein eiförmiges Design vor, inspiriert von der natürlichen Stabilität einer Eierschale. Diese sogenannte „Moon Pot Vessel“-Struktur besteht aus zwei Schichten, die Wärme isolieren und Materialien sparen. Ihre gekrümmte Oberfläche verteilt Druck gleichmäßig, was die Widerstandsfähigkeit erhöht.

In einem Testlauf wurden künstlicher Mondsand und ein 3D-Drucker verwendet, um den Bauprozess zu simulieren. Eine Kombination aus Injektionstechniken für das Fundament und aufblasbaren Formen für die Kuppel ermöglicht eine effiziente Bauweise. Die Wände und Kuppeln würden durch Robotersysteme gefertigt, während 3D-Druck für präzise Details sorgt.

Laut Ding Lieyun, einem der leitenden Forscher, weist der Mondboden Eigenschaften von Keramikmaterialien auf. „Bei großen Strukturen entstehen jedoch leicht Risse.“ Um dieses Problem zu lösen, setzen die Forscher auf traditionelle chinesische Techniken wie Schlitz- und Zapfenverbindungen. Diese modulare Bauweise verteilt Spannungen gleichmäßiger und erlaubt flexiblere Anpassungen.

Dieser Ansatz könnte nicht nur den Bau auf dem Mond ermöglichen, sondern auch neue Impulse für die Bauweise in extremen Umgebungen auf der Erde geben.