Zwick-Roell prüft für ESA-Projekt Mondstaub als Werkstoff

Eine Station auf dem Mond soll als Sprungbrett für eine Marsmission dienen. Tests sollen zeigen, ob Mondstaub als Baumaterial für den Bau genutzt werden kann.

Die Collage zeigt Prüftechnik aus Ulm für den Materialeinsatz auf dem Mond: Eine Universalprüfmaschine auf dem Erdtrabanten.

Foto: ZwickRoell

Sollte in naher Zukunft der Bau einer Basisstation auf dem Mond beginnen, könnte der Prüfmaschinenhersteller Zwick-Roell daran Anteil haben. Wie das Unternehmen aus Ulm-Einsingen mitteilt, prüft es für die österreichische Lithoz GmbH, die mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) kooperiert, Proben aus künstlichem Mondstaub. Die Fragestellung lautete: Eignet sich das Material, um künftig per 3-D-Drucker auf dem Mond Werkstoffe und Werkzeug für den Bau einer Mondstation herzustellen?

Sprungbrett zum Mars

Der Mond als „Sprungbrett zum Mars“ – und weiter in den Weltraum: Das ist die Vision, die hinter dem Bau einer Mondbasis steht – und zu der internationale Weltraumbehörden bereits konkrete Pläne besitzen. Es ist jedoch sehr teuer Baumaterial und Werkzeug von der Erde zum Mond zu transportieren. Deshalb erarbeitete die Lithoz GmbH aus Wien, als Spezialist für technische Keramik im 3D-Druck, für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ein neues Verfahren. Mit diesem lässt sich aus synthetischem Mondstaub – per 3-D-Drucker mit LCM-Technik – Baumaterial, Ersatzteile und Werkzeuge herstellen. „Unsere LCM-Technologie ist – wenn man auf die Qualität der Ergebnisse Wert legt – führend und der Goldstandard im keramischen LCM 3D-Druck“, sagt Johannes Homa, Geschäftsführer der Lithoz GmbH aus Wien.

Echter Mondstaub ist unbrauchbar – Prüfungen mit synthetischem Material

Zwick-Roell Prüfingenieure untersuchten den Angaben zufolge im Auftrag der Lithoz GmbH die Proben aus Regolith, das ist künstlich hergestellter Mondstaub. Diese per Sinter-Verfahren bei +1100 °C und +1200 °C hergestellten Proben wurden Druck- und 3-Punkt-Biegeversuchen unterzogen, um ihre besonderen Eigenschaften in puncto Belastbarkeit zu ermitteln. Warum jedoch wurden für die Prüfungen Proben aus synthetischem, also „künstlichem“ auf der Erde produzierten, Mondstaub verwendet? Das habe ganz simple Gründe, berichtet Homa: „Von früheren Mondmissionen existieren auf der Erde rund 400 Kilogramm Mondstaub. Dieser ist aber durch die Luft und Feuchtigkeit inzwischen kontaminiert. Zudem hat er seine chemische Reaktivität verloren und ist somit unbrauchbar für heutige Versuchszwecke.“ Der künstlich hergestellte Regolith besitze jedoch „zu fast 100 Prozent identische chemische, mechanische oder technische Eigenschaften und Charakteristika wie echter Mondstaub.“

Prüfergebnisse werden analysiert und mit der ESA besprochen

Zwei Tage dauerten die Prüfungen im Labor bei Zwick-Roell am Standort in Ulm-Einsingen, heißt es weiter. „Für uns stellten die Materialtests mit Regolith ein Novum dar, die wir den speziellen Kundenanforderungen entsprechend aber sehr gut durchführen konnten“, resümiert Tobias Ebner, verantwortlicher Werkstoffingenieur für die Probenprüfungen des Projektes „Moon Dust“. Und er ergänzt: „Die Bewertung der Prüfergebnisse, ob und inwieweit sich das Material eignet für den Bau einer Mondstation oder es mitunter angepasst werden muss, das obliegt jetzt unserem Auftraggeber.“ Aktuell werden die Ergebnisse und Erkenntnisse der zweitägigen Qualitätstests von der Lithoz GmbH analysiert, mit der ESA besprochen und anschließend veröffentlicht.

Kombination mit Detailaufnahmen der Regolith-Probe im Druckversuch.

Foto: ZwickRoell

Unternehmensgründer lernten auf Zwick-Roell Prüfmaschinen

Doch wie kam es zur Kooperation zwischen Zwick-Roell und dem Wiener Unternehmen? Die Verbindung „Wien – Ulm“ bestehe seit der Studienzeit der beiden Lithoz-Geschäftsführer Johannes Benedikt und Johannes Homa. Homa: „Wir haben schon im Studium der Materialwissenschaften mit Zwick-Roell Maschinen gearbeitet. Als sehr verlässlicher und qualitätsbewusster Partner hat uns Zwick-Roell sozusagen unseren Weg vom Start-up hin zum Weltmarktführer geebnet. Daher begleitet uns das Ulmer Unternehmen jetzt auch auf dieser besonderen Mond Mission.“ Wann der Bau einer Mondstation tatsächlich beginnt, steht aktuell noch in den Sternen.

Aber eines sei „schon fix“. Homa: „Wer zum Mond fliegt, kommt an uns nicht vorbei. Wir möchten – im wahrsten Sinne des Wortes – nach den Sternen greifen und das Denkbare ermöglichen und weltraummäßig mit unserer Kompetenz umsetzen. Oder lateinisch gesprochen: Per aspera ad astra („Durch die Anstrengung zu den Sternen“). Dank Zwick-Roell sind wir einen großen Schritt vorangekommen.“